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我国冻土面积相当广阔,冻土受温度影响大,有融沉冻胀的特性,与冻土区人们的生产、生活密不可分。目前常规的冻土监测有精密水准测量和GPS测量等,这些方法在一些地形复杂的地区,特别是人无法到达的地区无法完成,对其整个范围的全天候无障碍地面变形监测更加困难,无法获得整个区域的冻土变形数据。
D-InSAR作为InSAR技术的一个重要分支,具有全天候、监测范围广、精度高和时间连续性强等特点,因此日益受到广大研究者的重视,应用范围也随之越来越广,尤其是在对由地表形变引起的自然灾害的监测更是拥有得天独厚的优势,能探测出地表的微小变化。D-INSAR技术的出现为解决传统监测方法的局限性提供了契机。
本文利用D-InSAR监测了拉萨及其附近区域多年冻土区的形变,在此基础上,着重分析了冻土的形变规律,提出了基于点、线、面的多维分析,获取了典型地物形变曲线并预测了未来50年冻土形变的趋势。主要研究工作有:
(1)分析了冻土这类特殊地物的变形规律和性质,研究了冻土差分干涉测量中相干性阈值、多视次数的选取以及相位解缠参数设定问题。
(2)利用ALOS PALSAR和Envisat ASAR数据差分干涉处理,进行了青藏高原拉萨地区的整体地表形变分析,得到了冻土区域在经过冻结后整体垂直抬升,经过夏季融化后整体下陷,从山顶到山底,形变程度越来越大,越接近河道,活动层越厚,其形变程度也越大等结论。
(3)利用EnVisat ASAR数据,对青藏高原拉萨地区的典型地物形变进行了时间序列分析,选取高寒草原、山顶、山坡的向阳面、山坡的背阳面、青藏公路、青藏铁路六类特殊地物进行形变建模分析,发现不同地物地表沉降的线性速率范围为0.04~1.3mm/year,周年振幅范围为16.07~44.10mm。
(4)根据形变建模分析规律和结果,结合冻土特性,预计青藏高原的大部分区域在50年内会有着高达4~5厘米的相对沉降,在没有人工活动的区域形变相对较小。最后在总结了目前防治方法的前提下,提出了防治的建议。