InSAR技術在貴州省地質災害監測工作中的應用探討

趙克江

（貴州省第一測繪院，貴州 貴陽 550025）

前言

我國幅員遼闊地大物博，在不同的地區地質結構存在著較大的差異，地質監測部門需要在工作的過程中，根據不同的地理條件，選擇不同的監測方法獲取地址動態的數據和變化趨勢。InSAR技術在地質災害監測工作中，能夠起到積極的作用。在本研究中，以貴州地質災害監測工作為研究重點，以貴州特殊的地理條件為研究目標，明確了InSAR技術在特殊變化的地形條件下，具有的技術性優勢。

1 貴州省地理條件的特殊性

貴州省地處云貴高原，是中國西部的高原山地，貴州省境內地勢西高東低，平均海拔在1100米左右。貴州高原山地居多，高原，山地，丘陵和盆地是貴州地貌的主要特點。貴州省境內山脈眾多，重巒疊嶂，山高谷深，綿延縱橫。貴州的河流也是長江和珠江兩大水系的交錯地帶，河流具有的山區特性明顯。貴州省屬于特定的地理位置和復雜的地形地貌。在貴州省境內，巖溶分布非常廣泛，構成了特殊的巖溶生態系統。貴州省的喀斯特地貌，是極具特點的地形條件。如果貴州省發生地質災害，損害則是非常嚴重的。

2 InSAR技術的原理與優勢

2.1 InSAR技術的原理

InSAR技術主要是指對雷達波的后向散射較強，并且在時序上較穩定的各種地物目標，如建筑物與構筑物的頂角、橋梁、欄桿、裸露的巖石等目標；InSAR（合成孔徑雷達干涉測量）是指利用同一地區不同期次SAR數據中的相位信息進行干涉測量的技術[1]。基于InSAR技術，對K+1幅SAR單視復數影像，經配準、輻射定標、PS探測和干涉處理，并借助已知DEM進行差分干涉處理，得到K幅干涉和差分干涉圖、H個PS點以及各PS點在各差分干涉圖中的差分干涉相位集。在考慮地表形變、高程誤差、大氣影響及失相關的情況下，得到每個PS點在每幅差分干涉圖上的差分干涉相位組成，其中，對形變速率增量和高程誤差增量積分，可以得到每個PS點相對于主參考點的形變速率和高程誤差[2]。

圖1 InSAR技術原理

2.2 InSAR技術的主要優勢

InSAR技術主要是利用雷達衛星進行干涉測量，InSAR技術無需地面監測站，使監測時空范圍的設計更加自由和方便，避免了中間點的過渡，大大提高了監測的效率。InSAR技術可以主動發射微波，能夠有效制定衛星數據獲取計劃，根據衛星的編程指令，向地面主動發射微波，并接受回波完成測量。InSAR技術觀測點密度高，能夠在有限的范圍之內，達到高密度的分布觀測點，使觀測的目標變的連續性[3]。InSAR技術可以進行全天候觀測，這是因為雷達衛星不受氣候條件限制，可以實現風雨無阻的有效觀測。特別是在特殊的地質災害條件下，崩塌滑坡泥石流等條件，都可以進行全天候的觀測。InSAR技術實現了全自動化觀測過程，通過雷達衛星干涉測量進行了數據采集工作，衛星接收站和用戶之間進行了數據化的連接，監測資料的精準度得到了明顯的提高。

3 InSAR技術在貴州省地質災害監測工作中的應用

3.1 在地震監測中的應用

對地質災害實時監測主要的目標就是用于地質災害穩定性的評價，以及災害的防治等方面的應用。地質災害監測的主要內容就是對地質災害的演變信息誘發因素等進行監測，通過監測獲取完整的連續較好的數據，以此來更好的預防地質災害。InSAR技術在地震監測中的應用較早，在貴州省的地質災害監測工作中，由于貴州省地形復雜，InSAR技術在實際推進中，進行了多次的模型設計[4]。通過InSAR監測技術，明確了地震形變的研究，在地面發生變化之后，雷達干涉圖上就會有明顯的變形信號，震前震后的干涉圖紋有著明顯的差異，通過InSAR技術的監測可以發現，地形位移之間的變化，在不同的時間間隔內，進行動態的監測，以此來判斷地震造成的隆起形變。

3.2 在山體滑坡監測中的應用

貴州省高山縱橫，在貴州省的地質災害中，山體滑坡占據了主導。通過InSAR監測技術能夠從整體上明確滑坡體運動場的能力，在一定的環境條件下，通過InSAR技術可以推算出滑坡體運動的速度。特別是在特殊的植被環境下，可以摒除植被覆蓋的干擾，同時也能夠避免大氣影響而獲得準確的分辨率。在數據處理的每一個環節，都可以實現高精度和可靠性。

4 結語

InSAR技術的應用，通過衛星數據的開放，能夠有效實現地形測繪，火山地震監測等方面的要求。InSAR技術的迅猛發展，實現了地質監測工作的信息化發展，能夠有效提高監測預警和防范能力。通過對貴州省地質災害監測工作的分析可以看出，InSAR技術在特殊的地理條件下，更能夠發揮其優勢化作用，InSAR技術的高分辨率和智能傳感系統發展，是未來地質災害監測工作中的主體技術，將在具體的實踐過程中，不斷總結經驗，豐富技術發展，實現數據采集，信息處理和資料處理的高度融合。