利用短基线集干涉测量时序分析方法监测北京市地面沉降

李永生; 张景发; 李振洪; 罗毅

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利用短基线集干涉测量时序分析方法监测北京市地面沉降

李永生, 张景发, 李振洪, 罗毅

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李永生, 张景发, 李振洪, 罗毅. 利用短基线集干涉测量时序分析方法监测北京市地面沉降[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(11): 1374-1377.

引用本文:

李永生, 张景发, 李振洪, 罗毅. 利用短基线集干涉测量时序分析方法监测北京市地面沉降[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(11): 1374-1377.

LI Yongshen, ZHANG Jingfa, LIZhenghong, LUO Yi. Land Subsidence in Beijing City from InSAR Time Series Analysis with Small Baseline Subset[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2013, 38(11): 1374-1377.

Citation:

LI Yongshen, ZHANG Jingfa, LIZhenghong, LUO Yi. Land Subsidence in Beijing City from InSAR Time Series Analysis with Small Baseline Subset[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2013, 38(11): 1374-1377.

利用短基线集干涉测量时序分析方法监测北京市地面沉降

李永生^1,2,3,
张景发^2,3,
李振洪³,
罗毅²

¹中国地震局工程力学研究所;²中国地震局地壳应力研究所;³格拉斯哥大学地理与地球科学学院

基金项目: 中央级公益性科研院所基本科研业务专项资助项目 (ZDJ201117,ZDJ201322);国家自然科学基金资助项目(41204004);国家科技部?欧洲空间局龙计划三期资助项目(10607)

详细信息

作者简介:
李永生，博士生，现主要从事ＩｎＳＡＲ处理相关研究。

中图分类号: P236;P258

Land Subsidence in Beijing City from InSAR Time Series Analysis with Small Baseline Subset

¹Institute of Engineering Mechanics, China Earthquake Administration, 29 XuefuRoad, Harbin 150080, China;²Institute of Crustal Dynamics, ChinaEarthquake Administration,1 Anningzhuang Road, Beijing 100085, China;³School of Geographical and EarthSciences, University of Glasgow, GlasgowG 128QQ, UK

Funds: 中央级公益性科研院所基本科研业务专项资助项目 (ZDJ201117,ZDJ201322);国家自然科学基金资助项目(41204004);国家科技部?欧洲空间局龙计划三期资助项目(10607)

摘要: 利用差分干涉测量短基线集时序分析方法,基于ENVISATSAR数据,研究了2003～2010年期间的北京地区主要地面沉降区域的空间分布特征。对两个相邻轨道的结果进行对比验证,相关性达到了0.87,RMS为4.9mm/a,显示了结果的可靠性。InSAR时序分析结果发现,2003～2010年期间,北京的主要沉降区域在快速沉降,而且呈加速趋势。朝阳区和通州的部分沉降中心在2007～2010年期间年平均沉降速率达到了100mm/a。
- 差分干涉测量 /
- 短基线集 /
- 时序分析 /
- 北京地面沉降
Abstract: A Fiber Optic Gyroscope (FOG)is the key device in laser continuous dynamic pavement deflection measurement vehicle, that is used to measure the in stantaneous angle between a rigid staff and the horizontal direction. The precision of deflection measurement srely directly on the key FOG parameters, Such as the scale factor, output delay, And bias. The traditional calibration methods for these parameters require cumbersome mechanical rotating platforms. To address this problem,this paper introduces an ovel method to calibrate the key parameters of FOG. A new calibration device was designed with two high precision laser vibrometers fixed on each end of a rigid staff, and an under testing FOG was mounted in the middle. According to the locomotion equation, We established a mathematical model to describe parameters, and then solved by a least mean square calculation. The novel method proposed in this paper utilizes a simple mechanical platform, a concise experiment process and easy to solve parameters. Experiments verified that the measurement results from the proposed method are precise. This method was successfully applied in the first continuous dynamic pavement laser deflection measurement vehicle in China.
- fiber optic gyroscope /
- laservibrometer /
- least mean square algorithm /
- calibration

[1]	陈蓓蓓,宫辉力,李小娟,等.基于InSAR技术北京地区地面沉降监测与风险分析[J].地理与地理信息科学,2011,27(2):16-20[2]贾三满,王海刚,赵守生,等.北京地面沉降机理研究初探[J].城市地质,2007,2(1):20-26[3]杨艳,贾三满,罗勇,等.北京地面沉降工作分析及展望[J].研究评价,2012,7(2):9-13[4]杨艳,贾三满.北京平原区地面沉降现状及发展趋势分析[J].上海地质,2010,31(4):23-28[5]田云峰.利用连续GPS进行地面沉降监测[J].测绘与空间地理信息,2009,32(4):37-46

[1]	蒲川豪, 许强, 赵宽耀, 蒋亚楠, 刘佳良, 寇平浪. 利用小基线集InSAR技术的延安新区地面抬升监测与分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2021, 46(7): 983-993. doi: 10.13203/j.whugis20200262
[2]	许强, 蒲川豪, 赵宽耀, 何攀, 张含悦, 刘佳良. 延安新区地面沉降时空演化特征时序InSAR监测与分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2021, 46(7): 957-969. doi: 10.13203/j.whugis20200146
[3]	朱邦彦, 姚冯宇, 孙静雯, 王晓. 利用InSAR与地质数据综合分析南京河西地面沉降的演化特征和成因 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(3): 442-450. doi: 10.13203/j.whugis20190081
[4]	蒲川豪, 许强, 蒋亚楠, 赵宽耀, 何攀, 张含悦, 李骅锦. 延安新区地面沉降分布及影响因素的时序InSAR监测分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(11): 1728-1738. doi: 10.13203/j.whugis20190372
[5]	张庆云, 李永生, 张景发. 2017年伊朗Mw7.3地震震源机制反演及三维形变场获取 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(2): 196-204. doi: 10.13203/j.whugis20180384
[6]	李兵权, 李永生, 姜文亮, 蔡建伟, 甘俊. 基于地基真实孔径雷达的边坡动态监测研究与应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2019, 44(7): 1093-1098. doi: 10.13203/j.whugis20190049
[7]	李达, 邓喀中, 高晓雄, 牛海鹏. 基于SBAS-InSAR的矿区地表沉降监测与分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(10): 1531-1537. doi: 10.13203/j.whugis20160566
[8]	张金芝, 黄海军, 毕海波, 王权. SBAS时序分析技术监测现代黄河三角洲地面沉降 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(2): 242-248. doi: 10.13203/j.whugis20140067
[9]	杨成生, 张勤, 赵超英, 季灵运. 短基线集InSAR技术用于大同盆地地面沉降、地裂缝及断裂活动监测 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(8): 945-950. doi: 10.13203/j.whugis20130656
[10]	周春霞, 邓方慧, 艾松涛, 王泽民, 鄂栋臣. 利用DInSAR的东南极极记录和达尔克冰川冰流速提取与分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(8): 940-944. doi: 10.13203/j.whugis20130116
[11]	尚琳, 任前义, 张锐, 李国通. 利用锚固站时序差分测量消除星座旋转误差 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(8): 920-924.
[12]	肖金群, 李志伟, 汪长城, 丁晓利. 相位补偿SAR差分干涉提取山区DEM算法及精度分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(3): 334-338.
[13]	周志伟, 鄢子平, 刘苏, 李振洪. 永久散射体与短基线雷达干涉测量在城市地表形变中的应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(8): 928-931.
[14]	何敏, 何秀凤. 利用时间序列干涉图叠加法监测江苏盐城地区地面沉降 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(12): 1461-1465.
[15]	董玉森, GeLinlin, ChangHsingchun, 张志. 基于差分雷达干涉测量的矿区地面沉降监测研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2007, 32(10): 888-891.
[16]	唐旭, 刘耀林, 汪普查. 城市地价动态变化监测的空间分析方法研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2004, 29(6): 517-520,524.
[17]	陈德豪, 丁窘辋. 时序分析在危岩体监测数据处理中的应用 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1994, 19(3): 210-215.
[18]	张扬, 刘艳芳, 刘莹, 刘耀林, 陈雨露, 王征禹. 2007-2019年武汉市地面沉降时空分异特征及地理探测机制 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 0, 0(0): 0-0. doi: 10.13203/j.whugis20210143
[19]	张双成, 张雅斐, 司锦钊, 罗勇, 余静, 雷坤超, 许强. 南水进京后升降轨InSAR解译北京地面沉降发展态势 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 0, 0(0): -. doi: 10.13203/j.whugis20210554
[20]	赵亚丽, 王彦兵, 王新雨, 田秀秀, 李小娟, 余洁. TPCA分析北京平原区地面沉降的时空演化特征 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 0, 0(0): 0-0. doi: 10.13203/j.whugis20200721

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利用短基线集干涉测量时序分析方法监测北京市地面沉降

¹中国地震局工程力学研究所;²中国地震局地壳应力研究所;³格拉斯哥大学地理与地球科学学院

作者简介:
李永生，博士生，现主要从事ＩｎＳＡＲ处理相关研究。

收稿日期: 2013-06-06
修回日期: 2013-06-06
刊出日期: 2013-11-05

中图分类号: P236;P258

关键词:

摘要: 利用差分干涉测量短基线集时序分析方法,基于ENVISATSAR数据,研究了2003～2010年期间的北京地区主要地面沉降区域的空间分布特征。对两个相邻轨道的结果进行对比验证,相关性达到了0.87,RMS为4.9mm/a,显示了结果的可靠性。InSAR时序分析结果发现,2003～2010年期间,北京的主要沉降区域在快速沉降,而且呈加速趋势。朝阳区和通州的部分沉降中心在2007～2010年期间年平均沉降速率达到了100mm/a。

English Abstract

Land Subsidence in Beijing City from InSAR Time Series Analysis with Small Baseline Subset

¹Institute of Engineering Mechanics, China Earthquake Administration, 29 XuefuRoad, Harbin 150080, China;²Institute of Crustal Dynamics, ChinaEarthquake Administration,1 Anningzhuang Road, Beijing 100085, China;³School of Geographical and EarthSciences, University of Glasgow, GlasgowG 128QQ, UK

Received Date: 2013-06-06
Rev Recd Date: 2013-06-06
Publish Date: 2013-11-05

Keywords:

Abstract: A Fiber Optic Gyroscope (FOG)is the key device in laser continuous dynamic pavement deflection measurement vehicle, that is used to measure the in stantaneous angle between a rigid staff and the horizontal direction. The precision of deflection measurement srely directly on the key FOG parameters, Such as the scale factor, output delay, And bias. The traditional calibration methods for these parameters require cumbersome mechanical rotating platforms. To address this problem,this paper introduces an ovel method to calibrate the key parameters of FOG. A new calibration device was designed with two high precision laser vibrometers fixed on each end of a rigid staff, and an under testing FOG was mounted in the middle. According to the locomotion equation, We established a mathematical model to describe parameters, and then solved by a least mean square calculation. The novel method proposed in this paper utilizes a simple mechanical platform, a concise experiment process and easy to solve parameters. Experiments verified that the measurement results from the proposed method are precise. This method was successfully applied in the first continuous dynamic pavement laser deflection measurement vehicle in China.

李永生, 张景发, 李振洪, 罗毅. 利用短基线集干涉测量时序分析方法监测北京市地面沉降[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(11): 1374-1377.

引用本文:

李永生, 张景发, 李振洪, 罗毅. 利用短基线集干涉测量时序分析方法监测北京市地面沉降[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(11): 1374-1377.

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作者简介: 李永生，博士生，现主要从事ＩｎＳＡＲ处理相关研究。

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利用短基线集干涉测量时序分析方法监测北京市地面沉降

1中国地震局工程力学研究所;2中国地震局地壳应力研究所;3格拉斯哥大学地理与地球科学学院

作者简介: 李永生，博士生，现主要从事ＩｎＳＡＲ处理相关研究。

English Abstract

Land Subsidence in Beijing City from InSAR Time Series Analysis with Small Baseline Subset

1Institute of Engineering Mechanics, China Earthquake Administration, 29 XuefuRoad, Harbin 150080, China;2Institute of Crustal Dynamics, ChinaEarthquake Administration,1 Anningzhuang Road, Beijing 100085, China;3School of Geographical and EarthSciences, University of Glasgow, GlasgowG 128QQ, UK

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李永生，博士生，现主要从事ＩｎＳＡＲ处理相关研究。

¹中国地震局工程力学研究所;²中国地震局地壳应力研究所;³格拉斯哥大学地理与地球科学学院

作者简介:
李永生，博士生，现主要从事ＩｎＳＡＲ处理相关研究。

¹Institute of Engineering Mechanics, China Earthquake Administration, 29 XuefuRoad, Harbin 150080, China;²Institute of Crustal Dynamics, ChinaEarthquake Administration,1 Anningzhuang Road, Beijing 100085, China;³School of Geographical and EarthSciences, University of Glasgow, GlasgowG 128QQ, UK