地基-干涉合成孔径雷达(InSAR,Interferometric Synthetic Aperture Radar)是一种利用雷达技术进行成像的高分辨率遥感技术。它通过利用雷达波束的相干性,对地面目标进行高精度的成像,具有天气无关、全天候、全天时、高分辨率等优点,被广泛应用于军事、民用、科研等领域。用于监测地球表面的变化,包括地壳运动、地表沉降、建筑物变形和地质灾害等。地基合成孔径雷达为近距离遥感监测边坡、开展滑坡预警预报工作提供了先进的技术手段,其能够为准确定位滑体位置、圈定滑体规模、分析判断滑坡风险及预测滑坡时间提供丰富的数据源。
上海瓴天科技有限公司目前正在开发地基-干涉合成孔径雷达,预计12月份会研发成功并执行测试推广。
地面移动(如山体滑坡、地形沉降、冰川等)和人造结构(如桥梁、塔楼、水坝等)的不稳定造成的危害可能导致相当大的人员和经济损失。滑坡是最常见的自然灾害之一,是土体或山体在重力控制下发生的自然现象,通常会造成严重的人员和财产损失。滑坡地质灾害后需要及时救援以降低人员和经济损失。救援现场一般位于滑坡下缘,存在众多救援人员和工程机械。二次滑坡会对其造成严重的安全威胁。因此,对滑坡坡面进行实时监测,对于救援队伍的安全至关重要。因为位移是边坡岩土体在时空演化过程中反馈出来的重要信息之一,因此目前通常采用监测边坡的位移以监测边坡运动状态。
地面运动的监测目前使用的是大地测量方法,例如全站仪、水平测量和 GPS,它们各自具有一些优点和局限性,适用于不同的应用场景。随着技术水平的不断提高和进步,GB-InSAR技术在很多领域得到了广泛的推广和应用。
工作原理:
合成孔径雷达的工作原理是利用雷达波束的相干性,通过对目标反射回来的雷达信号进行处理,得到目标的高精度成像。具体来说,合成孔径雷达的工作过程可以分为以下几个步骤:
1. 发射雷达波束:合成孔径雷达通过发射一束高频电磁波,将其照射到地面目标上。
2. 接收反射信号:地面目标反射回来的雷达信号被接收器接收,并转换成电信号。
3. 信号处理:接收到的雷达信号经过一系列的信号处理,包括滤波、解调、去噪等,以提高信号的质量和可靠性。
4. 形成合成孔径:合成孔径雷达通过对多次接收到的雷达信号进行处理,形成一个虚拟的大孔径,从而提高雷达成像的分辨率。
5. 成像处理:利用形成的合成孔径,对目标进行成像处理,得到高精度的雷达图像。
地基-InSAR利用雷达信号通过卫星或地面平台发射,并接收由地表反射回来的信号。这些信号在时间和空间上记录,然后通过干涉技术进行处理。具体来说,InSAR使用两个或多个雷达图像,通过比较它们之间的相位差异来测量地表的变化。当地表发生变化时,如地壳运动、沉降或抬升,信号的相位也会发生变化,从而可以检测到这些变化。
应用领域: 地基-InSAR在地理信息、地质和环境监测领域有广泛的应用,包括但不限于以下方面:
地壳变形监测: 可以检测地震引发的地壳运动、火山活动、构造地质变化等,有助于预测潜在的地质灾害。
沉降监测: 用于监测城市地区的地表沉降,例如地下水抽取引起的地面下陷。
建筑物变形: 用于监测建筑物、桥梁和基础设施的变形,有助于维护和安全。
农业和森林监测: 用于检测土地利用、植被生长和土壤湿度等变化。
地质灾害预警: 可以提前警示山体滑坡、泥石流、岩崩等自然灾害。
优点:
高空间分辨率: InSAR可以提供高空间分辨率的地表变化信息,使其适用于狭小区域的监测。
遥感性能: 不受天气和光照条件限制,可以进行全天候监测。
长时间监测: 可以进行长期、连续的监测,以检测潜在问题的演变趋势。
定量测量: 提供了定量的地表变化数据,有助于科学研究和决策支持。
