T/CAGHP-013-2018地质灾害InSAR监测技术指南(试行).pdf

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标准编号:T/CAGHP-013-2018
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标准类别:地质矿产标准
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T/CAGHP-013-2018标准规范下载简介

T/CAGHP-013-2018地质灾害InSAR监测技术指南(试行).pdf

T/CAGHP013—2018

5.2.2.3DEM与主影像配准和裁剪。将DEM与主影像进行配准,并将DEM范围裁剪成与主影 像一致。具体步骤见5.1.2.3。 5.2.2.4干涉相位计算。将所有主、辅影像前置滤波,计算干涉相位,生成干涉图。具体步骤 见5.1.2.4.

5.2.2.3DEM与主影像配准和裁剪。将DEM与主影像进行配准,并将DEM范围裁剪成与主影

《铁路旅客车站建筑设计规范 GB50226-2007》.pdf5.2.2.5PS点月标选取

对时间序列干涉图集的像元进行PS点目标筛选。具体步骤应符合如下规定: a)PS点目标识别。SAR数据PS点目标的识别宜采用幅度离差指数法、信噪比法等方法。 结合监测区地物类型,宜选择一种或多种方法,以提高PS点目标识别的准确性。 b) PS点目标干涉相位序列生成。将满足上述条件要求的点目标从干涉图集中提取出来,生 成PS点目标的于涉相位序列,

5. 2.3差分干涉计算

5.2.3.1平地和地形相位去除。对由PS点目标组成的干涉图,进行平地和地形相位的去除,具体 步骤应符合5.1.3.1的规定。 6.2.3.2空间基线改正。目视检查每景差分干涉图,若含有残余干涉条纹超过半个波长,计算空间 基线残余相位并去除。具体步骤应符合下列规定: a)利用二次曲面模型对差分干涉图进行空间基线粗估计,得到空间基线的粗估计相位;再利 用差分干涉图中差分相位减去粗估计相位,得到残余相位。 b) 利用快速傅立叶变换对残余相位进行估计,得到残余基线相位。 将步骤a)中空间基线粗估计相位加上步骤b)中的残余基线相位,得到改正的空间基线 相位。 d 利用改正的空间基线相位,对5.2.3.1中的平地相位去除残余平地相位,计算得到改正后 的平地相位和干涉图集

5.2.4时间/空间域变形估算

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5.3.2.1SAR主影像的选择和像对组合工作步骤应符合下列规定: a)计算所有影像对间的时间和空间基线,生成时间和空间基线分布图。 6) 采用时间和空间基线均满足给定阈值的像对组合生成差分干涉图集,在满足空间基线和时 间基线要求的前提下,不应超过极限基线距的30%,C和X波段空间基线阈值宜定为 300m,L波段空间基线阅值宜定为500m;时间基线根据监测对象的变化特征而定,时间基 线越短越好,最大时间阈值不宜超过3a。 5.3.2.2所有SAR数据对一景影像进行配准、裁剪,并组合生成时间序列干涉图集,具体步骤 如下: a) 选择非夏季、时空基线尽量居中的影像作为配准参考影像,所有影像对其进行配准。配准 方法应符合5.1.2的规定。 b)将所有数据裁剪成一致的区域,剪裁要求见5.1.2.2。

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c)对所有配准好的十涉像对,按时间和空间基线限制条件,选择像对组合。逐像元计算十涉 相位,生成时间序列干涉图集。 5.3.2.3将DEM与配准参考影像进行配准,将DEM范围裁剪成与配准参考影像一致区域。具体 步骤应符合5.1.2.3的规定。 5.3.2.4将所有主、辅影像前置滤波,计算干涉相位,生成干涉图。具体步骤见5.1.2.4。 5.3.2.5相干系数计算。具体步骤见5.1.2.5。 5.3.2.6相干点目标选取。对时间序列干涉图集的像元进行相干点目标的筛选,具体步骤应符合 下列规定: a)相干点目标选取。相干点目标的识别可采用5.2.2.5中的PS点目标筛选方法,也可根据 时间序列相干系数统计值选取。 相干点目标干涉相位序列生成。将满足上述条件要求的辅影像与主影像进行相位干涉处 理,提取相干点目标的干涉相位序列图。

5.3.3差分干涉计算

5.3.3.1平地和地形相位去除的具体步骤应符合5.1.3.1的规定。 5.3.3.2差分干涉图滤波的具体步骤应符合5.1.3.2的规定。 5.3.3.3相位解缠的具体步骤应符合5.1.3.3的规定。

5.3.3.1平地和地形相位去除的具体步骤应符合5.1.3.1的规定

5.3.4时间/空间域变形估算

对干涉图的差分干涉相位应进行时间域的线性变形相位估计,如有特殊要求,还应进行非线性 变形相位估计,去除大气、噪声等残余相位,得到点目标的时间序列变形相位。计算步骤应符合下列 规定: a 相邻点间参数估计方法应符合5.2.4a)的规定。 b) 线性变形相位和残余高程计算方法应符合5.2.4b)的规定。 残余相位低通滤波。从差分干涉相位中减去步骤a)中两项相位分量后得到残余相位,对残 余相位进行空间域低通滤波得到滤波后的残余相位。 d 奇异值分解处理。根据短基线像对组合关系,对步骤b)得到的滤波后残余相位进行奇异 值分解(SVD)处理,求解每个影像对应时刻的大气相位和非线性变形相位。 e) 大气相位和非线性变形相位计算。对奇异值分解得到的大气相位和非线性变形相位进行 空间域高通滤波,得到大气相位,并对滤波后的相位序列进行时域低通滤波,得到非线性变 形相位。 f 时间序列变形相位计算。将步骤b)中线性变形相位和步骤e)中非线性变形相位相加,结合 时间基线参数,得到每个相干点目标的时间序列变形相位

a)CR基准点应固定在稳定且易长期保护的区域,基座和拉线亦应保持长期稳

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固定。 c)应保证CR的指向和方位长期不变,且拉线和基座应位于同一变形体上。

5.4.3CR安装环境要求

a)CR点位应远离大功率无线电发射源和高压输电线,距离分别不小于200m和100m,对于 容易产生多路径散射的物体,一般要远于100m。 b CR点位附近不应有强烈干扰接收卫星信号的物体,并应远离镜面建(构)筑物、正对的坡面 强反射体。 c)CR应安置在背景反射特性较弱的地方,以便于在SAR影像中提取其位置,

5.4.4CR的设计与安装

a) CR在制作时,需根据周围地表的反射特性及雷达入射波长,合理选择制作类型和设计 尺寸。 b 应根据附录F.3计算雷达后向散射横截面,确定信号反射强度。 C CR有单面形状为等腰直角三角形和正方形两种,宜选择等腰直角三角形CR,边长为1m 的三面角反射器的几何结构和参数参见附录F.1。

5. 4. 5 CR的制作

CR的制作应符合下列要求: a)为实现高反射性和高反射效率,需要选择表面光滑、导电性好的材料。 b)材料宜选择铝板和镀锌铁皮双层结构,铝板厚度取3mm,外加镀锌铁皮(1mm厚)以保护 反射面(铝板),边侧加三角角钢加固。

c)确保三块金属板之间的相互垂直关系,要求角度加工公差不超过士1°。 d)CR棱边设置了三个活动关节,通过伸缩杆来调节CR的仰角。 e)在CR顶底处设置一漏水孔,使CR不至于积水影响其反射路线。 f)获得最大反射截面(RCS),应符合附录F.3的规定。 根据雷达数据轨道信息来调整角反射器的底边方位角,并使角反射器的底边与卫星飞行方 向平行,见附录F.2。 h)应注意保证CR在野外可以微调(方位角和仰角方向),并要保证其具有稳固性

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5.5.2.3宜选取拍摄时间早的SAR数据作为主参考景影像。

5. 5.4 变形量显示

5.5.4.1应将偏移像素值转换成以“米”为单位的距离向变形量、方位向变形量和地表变形量,用于 准确性评估和质量控制 5.5.4.2基于先验知识,判定相干性和准确性达不到质量控制要求的,应重新设定匹配窗口和计算 步长,再次计算。 5.5.4.3对于满足质量控制要求的偏移结果和匹配相干性图件进行地理编码。

5.6其他InSAR方法

5. 7. 1 变形量计算

5.7.1.1视线向变形量计算

式中: —雷达波人射角(°)

5.7.1.3视线向变形量水平向转换

依据雷达人射角,将LOS变形量△r转换为水平向变形量d,

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可利用DEM产品进行地理编码,具体步骤应符合下列规定: a)利用建立的坐标系查找表,完成监测成果由SAR影像坐标系到大地坐标系的变换,即对监 测成果变形量进行地理编码。 b) 集合所有地理编码后的点目标,将变形量的时间单位换算成年,生成年度变形速率,逐像元 计算生成地质灾害体速率图

5.7.3变形速率基准修正

地理编码后点目标的灾害体变形速率应利用GPS、全站仪、水准等地面高精度控制点数据修正 基准,具体步骤应符合下列规定: a)以同期地面测量结果作为基准参考,在临近点上计算点目标变形量与实测量之间差值的平 均值,即与实测变形量之间存在的整体偏差值。 b)将上一步得到的整体偏差值加人每个点目标的变形值,修正因参考点不统一产生的InSAR 结果变形量的整体偏差,完成基准修正。

dinsARdcPS

=dinSARdLevel dLevel =VLevel cosO [] (8

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O 变形中误差; 外部测量点数,应满足样本统计需要

6.1.1监测对象的变形特征

a)滑坡监测分为区域滑坡识别和单体变形特征监测。 区域滑坡识别内容包括滑坡位置、规模、数量、与背景环境的速度差值、灾害发育程度等。 单体滑坡监测内容包括滑坡范围、滑坡变形量、滑坡不同部位的变形差异、滑坡变形发展过 程和发展趋势、基于变形特征和地质条件分析滑坡成因机制与稳定性。

宜首选波段长、观测频度高的数据。 6 SAR数据分辨率宜优于滑坡长度和宽度二者小值的10%。 滑坡监测的SAR入射角水平方位以顺滑动方向为最佳,逆滑动方向次之,宜避免垂直滑动 方向。

2.2方法选择及适用性

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6.4数据处理结果验证

数据处理结果验证宜采用下列方式: a)采用变形年速率中误差进行监测精度评定。 b)将不同SAR数据、不同处理方法的结果进行交叉检验。 c)根据高精度DEM进行形态分析,叠加显示严重变形区的滑坡部位。

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d)采用分辨率优于3m的遥感影像解译滑坡拉裂缝、后缘陡坎、前缘鼓胀等地质特征与变形 量的对应关系。 e) 野外实地调查坡体变形特征和其上的建(构)筑物变形破坏情况。 f)采用GPS观测点等高精度地面观测数据对InSAR变形监测结果进行验证

6.5监测结果综合分析

6.5.1滑坡综合识别

以变形的空间分布和量值为主要依据,辅助坡体形态、高程、坡度、植被类型、岩土体性质、居民 点分布,采用层次分析法综合识别划分出变形滑坡

6.5.2单体滑坡危险性分析

监测对象主要为潜在崩塌体或危岩体。 b) 监测对象坡度陡,面积小,三维几何特性明显。 c) 位移方向以整体下沉和倾向坡外为主。 d)变形范围无明确形状,SAR雷达波反射复杂。

7. 1. 2监测内容

a 崩塌监测分为区域崩塌 区域崩塌识别内容包括崩塌(危岩体)的位置、分布、灾害发育程度。 C 单体崩塌监测内容包括崩塌(危岩体)的范围、变形量、位移方向、崩塌变形发展过程和发展 趋势、基于变形特征分析崩稳定性

Z.2.1.1SAR数据要求

7.2.1.1SAR数据要求

首选面向危岩面、大入射角(人射角大于35")的高分辨率SAR数据,其中 辨率、大人射角依次为重要条件。

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b)SAR数据首选聚束成像模式高分辨率数据,次选条带模式,不宜采用扫描模式数据。 c)波段长短依变形体表层植被覆盖和变形量而定,首选高频中短波长SAR数据。 d)数据空间分辨率应优于3m,以优于1m为最佳。

7.2.1.2辅助数据要求

a)优于SAR空间分辨率的DEM数据。 b)采用SAR卫星精密轨道数据。 c)应获取或估计前期的危岩体变形数据,作为监测参考。 d)宜获取调查区域地面控制点坐标信息

7.2.2方法选择及适用性

a)对SLC数据进行2倍过采样处理。 b) 植被覆盖区PS点宜根据相干性来选取,阅值为0.6。 c)视向变形年速率大于5mm/a可作为识别危岩体的预判据某银杏小区水电安装施工组织设计, d)对疑似危岩体区域进行误差排除分析。

a)视向变形年速率绝对值大于10mm/a可个 本的预判据 b)对疑似危岩体区域进行误差排除分析。

影像配准精度要求方位向、距离向不低于0.1个像元。 b) CR识别需距离向和方位向精确到0.1个像元。 C 干涉组合CR相干性应大于0.8 d) 采用最小费用流或二维周期图法解缠CR相位。 视向变形监测精度优于2mm。

7.4数据处理结果验证

a)可采用变形年速率中误差进行监测精度评定。 b)将同一区域、同一时间段不同SAR数据结果投影到位移方向进行交叉检验。 C 采用GPS、水准等地面监测结果进行检验,将GPS三维变形投影到SAR视向进行比较。 d)应进行野外实地调查检验

7.5监测结果综合分析

a)对于区域崩塌InSAR识别 瑜(危君体)绢目图

DB4212/T 41-2020 特种设备管理档案检查规范(试行).pdfc)单个崩塌(危岩体)时空间变形特征分析。 d)单个崩塌(危岩体)异常变形与区域地震活动、降水以及人类活动等相关性分析[参考《滑坡 崩塌泥石流调查技术规范(1:5万)》(DZ/T0261—2014)1

8.1.1监测对象变形特征

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