• 全国中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊
  • 中国科学引文数据库收录期刊
  • 世界期刊影响力指数(WJCI)报告来源期刊
  • Scopus, CA, DOAJ, EBSCO, JST等数据库收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于Sentinel-1时序InSAR分析的安徽铜陵地表形变监测及时空特征解译

杨辰 金源 邓飞 史绪国

杨 辰,金 源,邓 飞,等. 基于Sentinel-1时序InSAR分析的安徽铜陵地表形变监测及时空特征解译[J]. 中国岩溶,2025,44(3):621-631, 644 doi: 10.11932/karst20250310
引用本文: 杨 辰,金 源,邓 飞,等. 基于Sentinel-1时序InSAR分析的安徽铜陵地表形变监测及时空特征解译[J]. 中国岩溶,2025,44(3):621-631, 644 doi: 10.11932/karst20250310
YANG Chen, JIN Yuan, DENG Fei, SHI Xuguo. Monitoring of surface deformation and its spatiotemporal characterization in Tongling City of Anhui Province based on time-series InSAR of Sentinel-1 data[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2025, 44(3): 621-631, 644. doi: 10.11932/karst20250310
Citation: YANG Chen, JIN Yuan, DENG Fei, SHI Xuguo. Monitoring of surface deformation and its spatiotemporal characterization in Tongling City of Anhui Province based on time-series InSAR of Sentinel-1 data[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2025, 44(3): 621-631, 644. doi: 10.11932/karst20250310

基于Sentinel-1时序InSAR分析的安徽铜陵地表形变监测及时空特征解译

doi: 10.11932/karst20250310
基金项目: 中国地质科学院岩溶地质研究所基本科研业务费重大项目(2021004);中国地质调查项目(DD20230720)
详细信息
    作者简介:

    杨辰(1989-),男,硕士,高级工程师,研究方向:岩溶地质信息化、岩溶区地质灾害识别监测。E-mail:ychen@mail.cgs.gov.cn

    通讯作者:

    金源(1999-),男,硕士研究生,研究方向:星载雷达干涉测量方法与应用。E-mail:jyuan@cug.edu.cn

  • 中图分类号: P237;P642.26

Monitoring of surface deformation and its spatiotemporal characterization in Tongling City of Anhui Province based on time-series InSAR of Sentinel-1 data

  • 摘要: 安徽省铜陵市与岩溶和采矿等相关的塌陷等地质灾害广泛发育,监测岩溶区的时空形变特征对灾害防治具有重要意义。合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)具有广覆盖、穿透云雾与高精度形变监测等优点,在地质灾害监测中取得广泛应用。文章利用小基线数据集(small baseline subset,SBAS)InSAR技术对覆盖铜陵市铜官区和义安区2015—2021年的Sentinel-1数据进行分析,探测到新桥矿区、老鸦岭、笔架山六国化工厂等局部形变区。老鸦岭和新桥矿区形变区主要集中在矿业开采形成的尾矿坝,视线向最大形变速率分别为68 mm·a−1和118 mm·a−1,其中老鸦岭的形变区受到强降雨影响。笔架山最大视线向形变速率约为48 mm·a−1,主要与周边施工活动有关。研究证明InSAR技术可为岩溶区大范围地质灾害识别提供重要支持。

     

  • 图  1  实验区地形和岩溶发育状况及地貌分区

    Figure  1.  Topography, karst development characteristics, and geomorphic zoning of the experimental area

    图  2  Sentinel-1干涉对组合

    Figure  2.  Interferometric combinations of Sentinel-1 data

    图  3  利用Sentinel-1数据提取的实验区平均形变速率图

    Figure  3.  Mean displacement rate map of the study area derived from Sentinel-1 InSAR data

    图  4  新桥矿区平均形变速率图

    Figure  4.  Mean displacement rate map of the Xinqiao Mining Area

    图  5  (a) P1点和(b) P2点累积沉降

    Figure  5.  (a) Cumulative settlement at point P1 and (b) point P2

    图  6  新桥矿区历年矿产量

    Figure  6.  Annual mineral production of the Xinqiao Mining Area over the years

    图  7  老鸦岭水库平均形变速率图

    Figure  7.  Mean displacement rate map of the Laoyaling reservoir

    图  8  P3点累积沉降

    Figure  8.  Cumulative settlement at point P3

    图  9  笔架山平均形变速率图

    Figure  9.  Mean displacement rate map of the Bijiashan Mountain

    图  10  P4点累积沉降

    Figure  10.  Cumulative settlement at point P4

    图  11  P4点所在区域历史光学影像

    Figure  11.  Historical optical imagery of the area surrounding control point P4

    图  12  六国化工厂平均形变速率图

    Figure  12.  Mean displacement rate map of the Liuguo Chemical Plant

    图  14  P5点所在区域历史光学影像

    Figure  14.  Historical optical imagery of the area surrounding control point P5

    图  13  P5点累积沉降

    Figure  13.  Cumulative settlement at point P5

  • [1] 汪庆玖, 叶小华, 孟艨, 罗娇, 吕传忠. 安徽省沿江地区典型岩溶塌陷区盖层-岩溶组合特征[J]. 中国岩溶, 2017, 36(6): 859-866.

    WANG Qingjiu, YE Xiaohua, MENG Meng, LUO Jiao, LYU Chuanzhong. Characteristics of caprock-karst combination in typical karst collapse area along the Yangtze River in Anhui Province[J]. Carsologica Sinica, 2017, 36(6): 859-866.
    [2] 雷柱平, 许丹, 蒋艳娇, 等. 铜陵市幅H50E007016岩溶地面塌陷调查说明书[DS]. 全国地质资料馆, 2016. DOI: 10.35080/n01.c.148733.
    [3] 雷柱平. 安徽省铜陵地区岩溶地面塌陷发育现状[J]. 安徽地质, 2018, 28(2): 131-135. doi: 10.3969/j.issn.1005-6157.2018.02.012

    LEI Zhuping. Current situation of the development of karst ground collapses In Tongling, Anhui province[J]. Geology of Anhui, 2018, 28(2): 131-135. doi: 10.3969/j.issn.1005-6157.2018.02.012
    [4] 武奕立. 铜陵地区矿山地质灾害调查技术与方法应用[J]. 化工矿产地质, 2018, 40(2): 114-119. doi: 10.3969/j.issn.1006-5296.2018.02.009

    WU Yili. Technology and method application of mining geological disaster survey in Tongling area, Anhui[J]. Geology of Chemical Minerals, 2018, 40(2): 114-119. doi: 10.3969/j.issn.1006-5296.2018.02.009
    [5] 汪璐. 铜陵市地质灾害特征及发育规律[J]. 现代矿业, 2022, 38(11): 22-26. doi: 10.3969/j.issn.1674-6082.2022.11.005

    WANG Lu. Characteristics and Development Regularity of Geological Disasters in Tongling City[J]. Modern Mining, 2022, 38(11): 22-26. doi: 10.3969/j.issn.1674-6082.2022.11.005
    [6] 查甫生, 刘从民, 苏晶文, 吴长贵, 崔可锐. 铜陵市朝山地区岩溶塌陷形成条件与地面稳定性评价分析[J]. 地质论评, 2020, 66(1): 246-254.

    ZHA Pusheng, LIU Congmin, SU Jingwen, WU Changgui, CUI Kerui. Formation conditions of karst collapse and evaluation of ground stability in Chaoshan area of Tongling City[J]. Geological Review, 2020, 66(1): 246-254.
    [7] 代志宏, 卢鹏, 张志芳, 汪晓龙, 许国, 董建明. 基于PS-InSAR技术的南宁地表沉降监测与分析[J]. 大地测量与地球动力学, 2021, 41(5): 491-496,519.

    DAI Zhihong, LU Peng, ZHANG Zhifang, WANG Xiaolong, XUGuo, DONG Jianming. Surface Subsidence Monitoring and Analysis of Nanning Based on PS-InSAR Technology[J]. Journal of Geodesy and Geodynamics, 2021, 41(5): 491-496,519.
    [8] 铜陵市人民政府办公室. 铜陵市人民政府办公室关于印发铜陵市2021年度地质灾害防治方案的通知[EB]. https://www.ahtlyaq.gov.cn/zwgk/yaq_zczxdx/202112/t20211231_1740305.html.
    [9] 杨辰, 邓飞, 史绪国. 利用2015-2019年Sentinel-1数据监测武汉白沙洲岩溶区地表沉降特征[J]. 中国岩溶2023,42(3): 558-564.

    YANG Chen, DENG Fei, SHI Xuguo. Monitoring subsidence characteristics of Baishazhou karst area in Wuhan with Sentinel-1 images from 2015 to 2019[J].Carsologica Sinica, 2023, 42(3):558-564.
    [10] Berardino P, Fornaro G, Lanari R. A new algorithm for surface deformation monitoring based on small baseline differential SAR interferograms[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2002, 40(11): 2375-2383.
    [11] 朱同同, 史绪国, 周超, 蒋厚军, 张路, 廖明生. 利用2016—2020年Sentinel-1数据监测与分析三峡库区树坪滑坡稳定性[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2021, 46(10): 1560-1568. doi: 10.13203/j.whugis20210247

    ZHU Tongtong, SHI Xuguo, ZHOU Chao, JIANG Houjun, ZHANG Lu, LIAO Mingsheng. Stability Monitoring and Analysis of the Shuping Landslide in the Three Gorges Area with Sentinel-1 Images from 2016 to 2020[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2021, 46(10): 1560-1568. doi: 10.13203/j.whugis20210247
    [12] 史绪国, 徐金虎, 蒋厚军, 张路, 廖明生. 时序InSAR技术三峡库区藕塘滑坡稳定性监测与状态更新[J]. 地球科学, 2019, 44(12): 4284-4292.

    SHI Xuguo, XU Jinhu, JIANG Houjun, ZHANG Lu, LIAO Mingsheng. Slope Stability State Monitoring and Updating of the Outang Landslide, Three Gorges Area with Time Series InSAR Analysis[J]. Earth Science, 2019, 44(12): 4284-4292.
    [13] 李闽, 王联军, 罗小利. 铜陵矿区矿山地质环境问题及治理对策[J]. 中国矿业, 2014, 23(5): 67-70. doi: 10.3969/j.issn.1004-4051.2014.05.017

    LI Min, WANG Lianjun, LUO Xiaoli. Mine geological environment problems and countermeasures in Tongling mining area[J]. China Mining Magazine, 2014, 23(5): 67-70. doi: 10.3969/j.issn.1004-4051.2014.05.017
    [14] Jiang Mi, Guarnieri Andrea Monti. Distributed Scatterer Interferometry With the Refinement of Spatiotemporal Coherence.[J]. IEEE Transactions on Geoscience & Remote Sensing, 2020, 58(6): 3977-3987.
    [15] 史绪国, 张路, 许强, 赵宽耀, 董杰, 蒋厚军, 廖明生. 黄土台塬滑坡变形的时序InSAR监测分析[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2019, 44(7): 1027-1034. doi: 10.13203/j.whugis20190056

    SHI Xuguo, ZHANG Lu, XU Qiang, ZHAO Kuanyao, DONG Jie, JIANG Houjun, LIAO Mingsheng. Monitoring Slope Displacements of Loess Terrace Using Time Series InSAR Analysis Technique[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2019, 44(7): 1027-1034. doi: 10.13203/j.whugis20190056
    [16] Wang Kang, Yuri Fialko. Observations and Modeling of Coseismic and Postseismic Deformation Due To the 2015 Mw 7.8 Gorkha (Nepal) Earthquake[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2018, 123(1): 761-779 doi: 10.1002/2017JB014620
    [17] 汪庆玖. 安徽铜陵新桥矿区岩溶塌陷监测与预警研究[D]. 武汉: 中国地质大学, 2013.
    [18] 葛建. 铜陵化工集团新桥矿业有限公司新四房排土场优化改造研究[D]. 武汉: 武汉工程大学, 2017.
    [19] 铜陵化工集团新桥矿业有限公司. 2020年度环境报告书[EB]. http://www.xqmcl.com/huanbaozixun/2021091316558gs2yx.html
    [20] 徐洁, 钱柏青, 孔祥龙. 老鸦岭水库型尾矿库后期干滩面扬尘分析及防治措施[J]. 有色金属工程, 2013, 3(4): 45-48. doi: 10.3969/j.issn.2095-1744.2013.04.010
  • 加载中
图(14)
计量
  • 文章访问数:  15
  • HTML浏览量:  7
  • PDF下载量:  3
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2023-04-27
  • 录用日期:  2024-09-13
  • 修回日期:  2024-02-20
  • 网络出版日期:  2025-09-03
  • 刊出日期:  2025-06-25

目录

    /

    返回文章
    返回