地面沉降监测时序INSAR方法与应用
目录
●第1章绪论1
1.1引言1
1.2城市地面沉降监测与风险防控2
1.3上海市地面沉降发育特征与监测技术发展3
1.3.1上海地面沉降发育状况3
1.3.2上海地面沉降发育地质背景4
1.3.3上海地面沉降主要诱发因素5
1.3.4上海地面沉降监测体系6
1.4星载InSAR地面沉降监测国内外研究进展8
1.5上海地面沉降监测中时间序列InSAR应用概述10
1.5.1基于PS-InSAR方法的实验验证阶段11
1.5.2短时间序列InSAR城市形变监测12
1.5.3高分辨率InSAR城市形变监测13
1.5.4多尺度多源InSAR形变监测13
1.6本书内容安排及阅读建议15
参考文献15
第2章时间序列InSAR基本原理22
2.1雷达干涉测量技术概述22
2.2SAR基本原理和成像特点23
2.2.1SAR基本原理23
2.2.2SAR成像几何特点分析25
2.3InSAR/D-InSAR基本原理26
2.3.1InSAR技术基本原理26
2.3.2D-InSAR技术基本原理28
2.3.3D-InSAR技术特点29
2.4时间序列InSAR原理与经典算法30
2.4.1时间序列InSAR基本原理30
2.4.2经典时间序列InSAR方法31
2.5国内外星载干涉雷达系统的发展36
参考文献40
第3章地面沉降时间序列InSAR数据处理43
3.1InSAR数据集与数据质量评估43
3.1.1InSAR数据集收集43
3.1.2InSAR数据集质量评估48
3.2高分辨率TerraSAR-X数据处理54
3.2.1数据处理流程54
3.2.2上海地区应用示例56
3.3中分辨率Sentinel-1数据处理62
3.3.1数据处理流程62
3.3.2上海地区应用示例64
3.4时间序列InSAR处理结果精度验证68
3.5中/高分辨率SAR数据多维对比与分析72
参考文献75
第4章时间序列InSAR监测结果与分析76
4.1上海市年度沉降监测结果总体分析76
4.1.1年度沉降监测概述76
4.1.2Sentinel-1全局沉降分析77
4.1.3TerraSAR-X区域精细分析78
4.2上海市主城区沉降监测结果分析79
4.3上海市五大新城沉降监测结果分析81
4.3.1嘉定新城监测结果82
4.3.2青浦新城监测结果83
4.3.3松江新城监测结果84
4.3.4奉贤新城监测结果85
4.3.5南汇新城监测结果86
4.4新成陆区沉降监测结果分析87
4.4.1临港新城沉降特征分析87
4.4.2崇明东滩沉降特征分析91
4.4.3横沙岛与长兴岛沉降特征分析93
参考文献94
第5章城市基础设施形变监测与时空分析96
5.1重要基础设施形变监测概述96
5.1.1传统监测方法及其局限性96
5.1.2时间序列InSAR技术的优势与特点97
5.2桥梁形变监测与分析98
5.2.1桥梁形变类型与监测方法98
5.2.2桥梁形变监测与分析示例99
5.3铁路形变监测与分析101
5.3.1上海市铁路概况101
5.3.2铁路道路形变监测与分析示例102
5.4高架道路形变监测与分析104
5.4.1上海市高架道路概况104
5.4.2高架道路形变监测与分析示例105
5.5地铁形变监测与分析107
5.5.1上海市地铁概况107
5.5.2地铁形变监测与分析示例107
5.6机场形变监测与分析111
5.6.1机场形变的类型与影响111
5.6.2机场监测与分析示例111
5.7防汛墙形变监测与分析112
5.7.1上海市防汛墙概况113
5.7.2防汛墙形变监测与分析示例113
5.8海塘形变监测与分析114
5.8.1上海市海塘概况114
5.8.2海塘形变监测与分析示例115
参考文献121
第6章长时间序列InSAR数据处理与沉降信号分解125
6.1长时间序列InSAR数据处理方法125
6.2时间序列InSAR沉降信号分解方法126
6.2.1空间多尺度沉降信号分解方法126
6.2.2基于ICA的空间叠置信号分解方法127
6.3上海地区长时间序列InSAR沉降时空特征分析130
6.4长时间序列InSAR形变场分解132
6.4.1多尺度沉降信号分解132
6.4.2叠置信号分解结果134
6.5基于沉降分解信号的形变结果分析136
6.5.1多尺度地面沉降特征与影响因素分析136
6.5.2叠置沉降信号分析141
参考文献142
第7章季节性形变信号提取与时空分析144
7.1季度沉降监测概述144
7.2季度沉降提取方法145
7.2.1季度沉降提取的技术挑战145
7.2.2时间窗口扩展处理147
7.2.3基于经验模态分解的自适应信号提取148
7.2.4季度沉降提取流程150
7.3上海市季度沉降监测结果152
7.3.1上海市季度沉降InSAR监测结果152
7.3.2重点区域季度沉降InSAR监测结果155
7.3.3季度沉降影响因素讨论161
7.4季度沉降结果精度验证163
7.4.1季度沉降速率精度分析163
7.4.2时间序列位移特征验证167
参考文献168
第8章城市地面沉降InSAR监测发展与展望170
8.1常用星载InSAR数据的发展历程与趋势分析170
8.2星载InSAR城市地面沉降监测的发展趋势172
参考文献176
内容介绍
在城市规模不断扩大和人口密度持续增加的背景下，地面沉降成为影响城市安全、社会经济发展和生态环境的重要课题之一，越来越受到广泛关注。以上海市为典型代表，自20世纪初开始遭受地面沉降困扰。近年来经过严格的地面沉降防治工作，整体沉降趋势得到明显缓解，但局部区域不时呈现差异性沉降，仍需保持精密监测。传统的地面沉降监测方法存在空间覆盖不足、监测效率低下等问题，基于合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术在地面沉降监测中的应用逐步展开。本书结合作者多年来从事InSAR技术的研究成果和上海等城市地面沉降监测中的实际经验，兼顾基本原理、场景应用和前沿发展等方面进行较为全面的总结。
本书可作为测绘、遥感、地质灾害、资源调查、地球物理和电子信息等领域的研究人员、工程技术人员和大专院校师生阅读的参考书，也可作为高等院校、科研院所的研究生专业课辅助教材。
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