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4相关案例

GAMMA软件作为一款InSAR处理全功能软件,其高效、灵活、可靠的工作流程使用户能够更好地了解地表形变特征以及动态演变过程,先进的技术和直观的中间过程展示可为用户分析地理空间数据中的关键信息。现如今, GAMMA软件已在水利水电、国土、交通、测绘、市政、能源(矿、石油管道)、勘测、铁道、规划、减灾等行业已经得到了成熟应用。以下案例均为 GAMMA软件中国区正式用户授权提供。

案例1Murghab地震高精度地表三维形变场

中南大学雷达遥感与影像大地测量研究室长期以来致力于攻关InSAR地表形变监测过程中的关键技术难题,并成功在国家的多项重大工程和重点地区得以应用,相关成果“InSAR毫米级地表形变监测的关键技术及应用获得了2018年国家科技进步二等奖。2015127日,Murghab地区发生Mw7.2地震,研究室基于GAMMA软件和ALOS-2/PALSAR-2条带/宽幅数据获取了该地震升降轨视线向/方位向的的同震地表形变场,进一步基于研究室自主研发的算法获取了该地震空间上连续的高精度三维地表形变场,为揭示断层运动提供了直观、可靠的数据支撑。

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中南大学-胡俊

案例2、提取地震三维形变场

利用GAMMA软件中D-InSARPOTMATBOI技术提取地震三维形变,E-WN-SU-D分别代表东西方向、南北方向及垂直方向。

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武汉大学-温扬茂

案例3、全国地面沉降InSAR动态监测

中国自然资源航空物探遥感中心(AGRS)是GAMMA软件在中国的资深用户,中心于201811月完成了新一轮全国地面沉降InSAR监测任务,实现了我国中东部平原、盆地与海岸带的全面覆盖,监测区域包含京津冀、长三角、汾渭盆地、珠三角等13个省与直辖市。此次任务中综合应用RADARSAT-2宽幅精细XFExtra fine5m分辨率,125km幅宽)数据与Sentinel-1宽幅干涉(IW15-20m分辨率,250km幅宽)数据,揭示了近年来区域地面沉降以及重要沉降区带的分布特征和变化特点,体现了区域性地面沉降全覆盖调查与重点城市、重大工程与工矿区精细监测等多层次应用。

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图1:2012年-2015年4年平均地面沉降速率(RADARSAT-2 Wide,30m分辨率)

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图2:2016年-2018年3年平均沉降速率(RADARSAT-2 XF,Sentinel-1)

中国自然资源航空物探遥感中心-葛大庆

案例4、西昆仑Mw6.6地震三维变形场

采用基于Sentinel-1 SAR数据的InSAR技术,对20161125日西昆仑Mw6.6地震从两个角度进行了变形观测,结合构造背景的约束,计算得到了厘米级精度的同震三维变形场,并通过与震源机制解和地表破裂的对比验证了准确性。InSAR变形场为该区同震变形和长期构造活动提供了新的认识。

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中国地质科学院地质力学研究所-姚鑫

案例5、地震形变监测及模拟

利用InSAR技术测量与地震有关的量级较大的地面运动已是成熟的技术。过去二十多年间,InSAR技术在地球物理研究中已作为一种重要的测量手段。应用于板块形变的大地测量的SAR卫星不论是质量还是数量上都得到极大提升,这有助于板块活动过程的观测。中国地震局地壳应力研究所作为GAMMA软件的早期用户,从上世纪90年代中期至今,一直利用SAR卫星对大陆地震形变进行空间对地观测,绘制地表破裂并对断裂深部的滑动分布进行估计。这些研究可以直接将地震和发震断层联系起来,以方便计算地壳应力如何变化以及如何影响未来地震灾害。

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中国地震局地壳应力研究所-李永生

案例6、大范围矿区沉降监测

利用GAMMA软件IPTA模块处理,采用1034ALOS PALSAR数据,编制了山西省12个煤炭集中开采区的形变速率图,并在其基础上编制了沉陷区分布图,为采煤沉陷区环境地质调查提供了基础数据。

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中国地质大学(北京)-杨红磊

案例7InSAR精度分析与评价

使用GAMMA软件处理郑州地区InSAR数据,并经过时空基准、参考基准的统一,采用克里金插值法提取了研究区地面沉降水准测量和对应的InSAR的监测结果,利用平均中误差和中误差对InSAR地面沉降监测精度进行分析与评价。主要结果如下:

(1)、采用克里金插值法的平均误差在±1.5-3.8mm之间,中误差在±1.9-4.6mm之间。评价结果表明InSAR地面沉降监测具有较高的测量精度;

(2)、从采样密度上分析, InSAR监测在市区、城镇等人工建筑物密集的地区,Ps点的密度能达到100-4000/km²;从监测周期/频率上分析,目前在轨道SAR卫星中Radarsat-2重访周期为24天,Terrasar-X11天,Cosmo-Skymed4天;

(3)、与水准测量相比InSAR技术具有较高的垂向测量精度,远高于水准采样密度以及监测周期/频率,因此更容易识别出地面沉降的分布规律以及发展动态变化规律。

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统一参考基准水准、克里金插值InSAR测量结果及差值折线图

河南省地矿局测绘地理信息院-汪宝存

案例8、华北平原地面沉降监测

利用GAMMA软件IPTA模块处理,基于357Envisat-ASAR卫星数据、123RADARSAT-2卫星数据开展南水北调背景下华北平原地面沉降与地下水储量演化模式研究,并结合GRACE卫星数据提取华北平原地下水储量变化场以及地质勘查数据、统计数据,分析华北平原地面沉降的空间分布格局与时空演化特征,区域地质断裂带对地面沉降空间分布格局的影响、地下水储量变化以及跨区域调水工程对地面沉降变化的影响。

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首都师范大学-王旭

案例9、基于InSAR和地表覆盖的地表沉降驱动力分析

天津市测绘院作为天津市地面沉降监测的核心队伍,一直致力于InSAR的精细化、工程化应用,并积极利用高分遥感、地理国情等专业数据来辅助分析InSAR地面沉降监测成果。

我院在基于InSAR和地表覆盖的地面沉降驱动力分析项目中,利用GAMMA软件开展时序InSAR数据处理,获取《天津市城市总体规划(2005-2020年)》实施前后汉沽实验区的2008年、2016年的地面沉降监测成果。结合同期不同类型的地表覆盖数据、遥感数据、城市总体规划数据进行对比分析,汉沽实验区近些年来在《天津市城市总体规划(2005-2020年)》指导和国家相关政策的支撑下,产业布局向渔业发展,配套的构筑物和房屋建筑增多,对地表水和地下水的开采量不断加剧,从而引发地表沉降的加剧。

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1. 2007-2009研究区沉降图             2. 2015-2016汉沽研究区沉降图

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3. 同期地表覆盖数据                 4.水域缩减面积与沉降变化数据叠加

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5.构筑物扩展数据与沉降变化数据叠加  6.草地扩展数据与沉降变化数据叠加

天津市测绘院-杨魁

案例10、新疆阿克陶6.7级地震形变场

201611252224,新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县发生6.7级地震(39.27°N74.04°E),震源深度约10km。利用欧洲空间局的Sentinel-1ASentinel-1B卫星获取阿克陶6.7级地震同震SAR影像,利用GAMMA软件采用自适应滤波的方法减少相位噪声,残余轨道信息的趋势条纹采用二项式拟合的方法进行去除。差分干涉相位采用最小费用流法进行相位解缠。InSAR数据结果表明,阿克陶6.7级地震发震断层为北西西走向的木吉断裂。最大视线向(LOS)观测形变量10.3cmSentinel-1A T027)、19.1cmSentinel-1B T107);同时,在断裂南侧有东西两个形变较大的区域,其中东部的条纹密集度相对较高,形变量相对较大。野外考察点A表明此处有明显的地表破裂现象。

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阿克陶6.7级地震InSAR形变场及野外考察地表破裂

a) Sentinel-1A 升轨 b) Sentinel-1B 降轨

中国地震局地震预测研究所-冯蔚

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