【技術】一種重大地質災害形變監測方法，InSAR技術+GNSS數據驗證，甘肅舟曲為例

摘要

InSAR技術以其全天候、全天時以及高空間分辨率的優勢已在多個領域得到廣泛應用,并展現出極強的適應性與實用價值。通過對甘肅省舟曲縣2個典型滑坡區域的小基線集合成孔徑雷達 (small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)監測結果以及卡爾曼濾波預測結果與全球導航衛星系統(Global Navigation Satelhite System,GNSS)監測數據進行對比,驗證了SBAS-InSAR技術在滑坡變形監測中的可靠性和準確性。結果顯示,SBAS-InSAR在滑坡變形監測中展現了高度的準確性和可信度。這一技術在地質災害形變區域的顯著優勢有效補充了傳統監測手段的不足,為舟曲縣及其他地質災害頻發地區的災害預警和管理提供了關鍵的技術支持和科學依據。

引用

蘇蕓如, 石鵬卿, 周小龍, 張娟. 基于InSAR技術的典型重大地質災害形變監測與分析 [J]. 自然資源遙感, 2025, 37(6): 88-96

引言

InSAR技術因其全天候、全天時的工作能力和一定的穿透特性,能夠獲取不同于可見光和紅外遙感的信息,如海底地形數據,已成為行星際探測的重要手段,并因此廣泛應用于多個領域[1-2]。隨著技術的不斷進步和應用領域的拓展,InSAR技術將在地質科學、環境保護、城市規劃等多個方面發揮更加重要的作用。

本文采用哨兵一號降軌數據,選取舟曲縣的2個典型滑坡區域,利用SBAS-InSAR技術進行形變監測分析,并通過卡爾曼濾波算法去噪并預測其形變趨勢,再結合GNSS監測數據,驗證SBAS-InSAR技術在舟曲縣典型滑坡變形監測中的實用性,為舟曲縣滑坡等地質災害的監測及防治提供方法和思路。

主要圖表

甘肅省甘南藏族自治州舟曲縣位于103°51'~104°45'E,33°13'~34°11'N之間,屬于白龍江的中上游,是西秦嶺岷、迭山系與青藏高原的交匯地帶。

圖1滑坡位置分布圖

圖2大小灣滑坡

圖3中牌滑坡

圖4衛星覆蓋范圍及研究區位置

圖5技術流程圖

圖6滑坡位置及形變

圖7GNSS監測數據

圖8大小灣滑坡形變分析圖

圖9中牌滑坡形變分析圖

圖10GNSS轉換值與SBAS解算值對比圖

圖11大小灣滑坡GNSS轉換值與SBAS解算值對比圖

圖12中牌滑坡GNSS轉換值與SBAS解算值對比圖

結束語

通過對比GNSS監測設備與SBAS解算結果以及預測結果,發現二者在滑坡變形監測中的結果基本一致。這意味著SBAS-InSAR技術在舟曲縣典型滑坡形變監測方面表現出較高的可靠性和準確性,進一步驗證了其在地表形變監測中的可行性。SBAS-InSAR技術具有高空間分辨率、廣域覆蓋和非接觸式觀測等優勢,有效彌補了傳統GNSS監測方法的不足。尤其在重大地質災害和地形復雜區域的長期形變監測中,SBAS-InSAR技術展現出顯著的應用價值。這項研究的結果為舟曲縣滑坡的精確監測提供了技術支持,也為地方政府和相關部門在滑坡災害預警和管理方面提供了重要的科學依據。通過引入先進的監測技術,可以更好地了解滑坡的形變情況,及時采取措施來減少潛在的風險。

將SBAS-InSAR技術與GNSS監測設備相結合,能夠更加全面地把握滑坡的變形特征,有助于更有效地制定防災減災措施,減少滑坡災害對生命財產的威脅,并提升區域災害管理與應急響應的科學性。這種多源監測技術不僅適用于舟曲縣的滑坡監測,也對其他地質災害高發地區的防控工作具有重要意義,具有廣泛的推廣價值。通過整合不同監測技術,可以更準確地監測地質災害的發展趨勢,為應對突發災害提供科學支撐。

來源：測繪學術資訊