【《InSAR形变监测研究现状文献综述》3200字】

InSAR形变监测研究现状文献综述1951年，古德伊尔飞机公司的CarlWiley首次提出合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，SAR)的概念，第一个成功的实验是由伊利诺伊大学的一个研究小组于1953年实施的ADDINCNKISM.Ref.{F11D9B1C206042f5A448A61EE2098FB2}[11]。1974年，GrahamADDINCNKISM.Ref.{57611682C1914aa2B930C0E87CD7B9E8}[12]首次将合成孔径雷达应用到地形信息恢复中。自1978年第一颗雷达卫星Seasat发射以来，雷达传感器获取的影像已经在测绘、海洋、陆地灾害等各个领域发挥了重要作用。1986年，Zebker等ADDINCNKISM.Ref.{82CC364EACA3469aA29751691603EAEC}[13]开展了机载InSAR地形三维重建的实验研究，获取了美国旧金山海湾地区的三维地形数据，并报道了InSAR地形测量精度为10~30m，这是InSAR首次被用于测绘。1988年Goldstein等人ADDINCNKISM.Ref.{6433B7D99A2243b8BB8132DF416D4379}[14]利用在美国某盆地获得的SEASATSAR数据成功地恢复了地形(高程)。1989年，Gabriel等ADDINCNKISM.Ref.{2ED044F5909B4f26A02EF7D584371512}[15]首次使用SeasatSAR影像进行干涉处理，提取了美国加利福尼亚因皮里尔河谷地面位移信息，并提出了差分合成孔径雷达干涉(DInSAR)的概念、原理及数据处理方法。1994年，Zebker等人ADDINCNKISM.Ref.{44EF23B24B3546b5AB0A3C9F611B05FD}[16]通过用1994年欧洲遥感卫星1号的合成孔径雷达数据绘制的1992年加利福尼亚兰德斯地震的干涉图绘制了由其引起的地表位移，发现观测到的地表变形与现场测量的位移吻合较好。1995年，Massonnet等人ADDINCNKISM.Ref.{1EEA9CC544D144d0ABA11AC4162DF619}[17]利用DInSAR实现了意大利西西里岛的埃特纳火山的长期监测，成功地观察到火山爆发导致的地表形变，并使用基于压力变化的简单模型对其进行量化。此后DInSAR技术被应用到地面沉降ADDINCNKISM.Ref.{F7D494AB012544a9B75A79E5C040DE9A}[18-19]、冰川漂移ADDINCNKISM.Ref.{80A4B5A122A042849A95AB0E0C6A5A86}[20]、地震形变场ADDINCNKISM.Ref.{BB2C74171F3C4761BAEC58712DB46CF8}[21]及滑坡ADDINCNKISM.Ref.{92452A0ABDE348a5B4D2A13F70311CF9}[22]等领域。随着国内外研究的不断深入，研究人员也意识到DInSAR始终受到时空失相干、大气延迟等影响，因此基于DInSAR发展起来的时序InSAR技术是现今的研究热点。1998年，Sandwell提出了Stacking-InSAR技术，该方法可以减少由大气、轨道和地形等误差所带来的的影响，并成功用Stacking方法成功对Landers地震地区进行了震后形变监测ADDINCNKISM.Ref.{189C499C54164728B6AAF6700CDC3E1D}[23]。1999年，Ferretti等ADDINCNKISM.Ref.{D66643F375A64cde9B68B6D615017C9F}[24]提出永久散射体(PermanentScatter，PS)的概念，2001年正式提出永久散射体雷达干涉技术ADDINCNKISM.Ref.{316BE1EF24724ad5833FE773BA0FB29F}[25](PermanentScattererInSAR，PSI)方法。2002年，Dehls等人ADDINCNKISM.Ref.{EB21ACAA552145e89D98CEDDBF71D023}[26]通过常规的DInSAR和PSInSAR利用涵盖1992年至2000年时间跨度的ERSSAR数据，测量了挪威北部兰纳峡湾由构造活动引起的地壳变形，证实了PSInSAR能够克服DInSAR时空失相关的影响。同年，Berardino等ADDINCNKISM.Ref.{6C92E6A227E64778B948583C5FDE571E}[27]提出了短基线子集干涉方法(SmallBaselineSubsets，SBAS)，通过限制自由组合干涉对的垂直基线获得短空间基线差分干涉对，进一步降低空间失相干和外部DEM误差对形变提取精度的影响。2004年，HooperADDINCNKISM.Ref.{97344FF856CA4dd8B353CB033F867764}[28]等提出了基于振幅离差指数和相位空间相关性分析的PS探测及形变提取方法。同年，李德仁等ADDINCNKISM.Ref.{93320C5354464d2bAE60CAD4B91A7FD7}[29]首次将永久散射体雷达干涉技术(PSI)测量引入国内，详细介绍了该技术的原理和技术与特点。2006年，Lauknes等人ADDINCNKISM.Ref.{65EB1BCE466D4916BEFFEBE0CE8E6F77}[30]分别使用SBAS与PSInSAR技术处理ERS-1/2SAR数据，探测到挪威奥斯陆地面沉降的细微速率(5mm/year)，证明了SBAS算法在监测北欧纬度城市地区地面沉降方面的能力。2007年，刘国祥等ADDINCNKISM.Ref.{E4302B65171948f0BB2CE4DFD141E4DA}[31]基于PS网络进行建模，进入了参数稳健估计，提出了网络化PS-DInSAR方法。2008年，Hooper提出了一种结合了PSInSAR和SBAS方法的算法。该算法通过PSInSARandSBAS算法最大化了可用SAR信号的空间采样，并且能够在更多的点提取表面变形信号。2009年，CasuADDINCNKISM.Ref.{35219D4A3AA14816914333430A735FC5}[32]提出了一种扩展SBAS算法，该算法是为了分析发生在比InSAR适用的的变形图通常覆盖的区域大得多的区域上的表面变形；然后利用264个在美国内华达州中部采集的降轨ERSSAR数据集进行了验证。2011年，Ferretti等ADDINCNKISM.Ref.{9F8E375E563E460b80547F6DCA553230}[33]提出了SqueeSARTM算法，该算法利用同质性检验的方法探测DS(DistributedScatters,DS)点，并将PS点和DS点进行联合处理，增加了地面点目标密度。同年，张磊等ADDINCNKISM.Ref.{BDCE87B0093E45ecB4126CD448968824}[34]提出时域相干点目标分析TCPInSAR算法；2012年，刘国祥等ADDINCNKISM.Ref.{C10A736075C745a795C42C76944D380B}[35]提出了基于多平台的PSI提取三维地表形变的模型与算法。石油与天然气开采导致油气层中地下压力的减少，造成油气层的压密。当压密的数值达到一定量时，会引起地表下沉。因此，很多国内外学者一直在研究利用InSAR技术实时地监测油田地区地表沉降，来了解石油开采对环境的影响。2006年，Zhou等ADDINCNKISM.Ref.{0D6529BF75314e1c89E5F67D531D5695}[36]提出了一种自定义的干涉图生成方法，采用InSAR干涉图成功检测到了阿拉斯加北坡的一个油田区域的沉降。2010年，Filatov等ADDINCNKISM.Ref.{4D556CA71553453b9B4EB304730714AE}[37]使基于InSAR技术分别处理了ENVISAT\ASAR、ERS-2\SAR、ALOS\PALSAR等雷达传感器的数据，获取了2007-2009年Samotlor油田和Gubkin气田境内的地表位移，然后根据相干性分布对C波段和L波段雷达数据的适用性进行了估计，最后利用地球动力多边形的地面水准测量资料对InSAR处理结果进行了验证。2015年，张金芝ADDINCNKISM.Ref.{DDB062B5808A4d17BBAF79CD0AE5FB32}[38]利用PS-InSAR技术，采用10景ERS数据对东营地区的地表情况进行了监测，得到东营东城区与西城区在1992－1995年的平均形变速率，并分析了典型影响因子的时空差异，发现沉积物固结压实和石油开采对地面形变的影响较为显著。2018年，杨洪磊等人ADDINCNKISM.Ref.{26CF75C86CFB48209588D35499A56158}[39]采用SBAS-InSAR方法获取到新疆丰城油田2007年2月至2010年9月期间地表沉降速率。基于监测结果的时间序列分析发现，凤城油田地表明显抬升，经过分析，发现地表抬升的原因与储层下孔压增大有关，地表变形区域与研究区生产井位对应。同年，李乃一ADDINCNKISM.Ref.{8D05C19B9D5E4a909DBAF8BC6EE00746}[40]等利用28景ALOS数据监测了胜利油田2007－2011年的地表形变情况，发现胜利油田出现形变漏斗，最大形变速率为19mm/year。2019年，Mirzaii等ADDINCNKISM.Ref.{A75D48E4DA2D476cA9233DEB9189E1AA}[41]利用持续散射干涉法(PSI)中的StaMPS处理了2016年-2019年共98景哨兵-1A影像，获取了伊拉姆市Azar油田的地表变形，并确定了相应的沉降源。参考文献ADDINMendeleyBibliographyCSL_BIBLIOGRAPHYADDINCNKISM.Bib[1]胡明城.现代大地测量学的理论及其应用[M].北京：测绘出版社，2003年10月[2]独知行.基于力学模式的大地测量反演理论及应用[J].测绘学报,2002,31(1):94-94.[3]张朝玉.大地测量反演若干理论问题研究[D].武汉:武汉大学,2006.[4]VascoDW,FerrettiA,NovaliF.Reservoirmonitoringandcharacterizationusingsatellitegeodeticdata:InterferometricsyntheticapertureradarobservationsfromtheKrechbafield,Algeria[J].Geophysics,2008,73(6):WA113-WA122.[5]DusseaultMB.GeomechanicalChallengesinPetroleumReservoirExploitation[J].KsceJournalofCivilEngineering,2011,15(4):669-678.[6]刘一霖.黄河三角洲地面沉降时序InSAR技术监测与地下流体开采相关性分析[D].中国科学院研究生院(海洋研究所),2016.[7]杨崇.辽河油田地表沉降InSAR监测及储层参数反演[D].西南交通大学,2019.[8]宋波.(2013).黄河三角洲(东营)油气资源开发区地面沉降监测成果分析.城市地质,8(4):40-43.[9]刘国祥.InSAR基本原理[J].四川测绘,2004(04):187-190.[10]刘国祥,丁晓利,陈永奇,李志林,李志伟.使用卫星雷达差分干涉技术测量香港赤腊角机场沉降场[J].科学通报,2001(14):1224-1228.[11]SherwinCW,RuinaJ,Rawcliff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