地面沉降灾害对我国经济社会的稳定与可持续发展构成极大的威胁,防治形势十分严峻。目前采用的技术手段(分层标、水准测量、GPS测量等)由于监测点密度低、施测周期长等问题仅能对少量有限区域内的地面沉降实施监测,难以满足我国大面积区域地面沉降防治与风险管理工作的需求。21世纪初,国际上InSAR技术快速发展,在地面沉降监测中展现出极大的应用潜力,具有快速、准确、覆盖范围广的优势,但我国在该领域的研究则刚起步,应用基本属于空白。 快速查明地面沉降发生与发展状况,进而开展短周期、高精度的连续监测是有效实现地面沉降防治与风险管理的关键。本项目旨在通过攻关研究,解决地面沉降InSAR监测与工程化应用关键技术问题,建立地面沉降InSAR监测技术体系,提升我国地面沉降调查、监测与风险管理能力和技术水平。 主要创新成果:(1)提出和实现了以“相干目标短基线InSAR时序分析”为核心的多模型、多参数地面沉降信息提取技术,突破了InSAR技术受相干性和大数据量的限制。(2)提出和实现了多轨道、长条带InSAR地面沉降监测成果集成与工程化应用技术,解决了不同轨道下空间参考基准和形变场参考基准的统一,攻克了应用InSAR技术开展大面积区域性地面沉降同步监测的关键难题。(3)提出了利用精密水准测量、角反射器技术相结合的地面沉降场InSAR监测基准控制方法,建立了融合精密水准测量的InSAR测量精度检验及地面沉降信息后处理分析方法,实现了InSAR与地面测量的集成统一,有效提升了监测成果的精度,扩大了InSAR技术的应用范围。(4)提出和建立了地面沉降InSAR调查与监测工作方法与技术流程,制定了地面沉降InSAR监测技术要求,为InSAR技术发展成为我国区域性地面沉降监测主流技术奠定了基础,极大地提升了快速查明和监测全国地面沉降状况的工作的能力和技术水平。 应用和推广情况:(1)应用InSAR技术首次开展了华北平原、长江三角洲地区、汾渭谷地全覆盖InSAR工程化监测,快速查明了三大地面沉降区大型复合沉降漏斗和典型单一沉降中心的分布特征、沉降速率和时空变化状况,突破了以往独立行政区划对地面沉降监测工作的局限,实现了区域地面沉降InSAR监测成果“一张图”,总体精度优于 /-5mm,填补了我国地面沉降防治与风险管理工作基础数据的空白。(2)开展了京津、京沪等高速铁路,南水北调工程东线,西气东输工程长三角段,上海磁悬浮轨道交通工程,天津滨海新区,曹妃甸新区等一批重大工程区地面沉降InSAR调查和监测,为重大工程区的地质灾害风险管理提供了有效的技术服务。(3)利用InSAR技术开展了三峡库区滑坡(新滩、树坪等)、矿山开采沉陷(唐山、兖州等)、油田地表形变(大港、东营等)、城市地裂缝(西安)、地震形变场等多尺度、多类型地表形变监测应用,全面提升了InSAR技术的应用能力和水平。 本项目实施过程中通过一系列InSAR技术培训和研讨为国土资源部和国内40多个相关单位培养了一批地面沉降InSAR监测的专业技术人才,依托项目工作培养博士5名,硕士8名,发表论文30余篇,其中8篇被EI收录,5篇被CPCI收录,9篇被CSCD收录。 2100433B