基于时序InSAR的路面坍塌监测方法研究

张剑; 王明常; 王伟; 王典; 韩复兴; 丁庆; 霍燕平

世界地质 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (1) : 142 -151.

张剑, 王明常, 王伟, 王典, 韩复兴, 丁庆, 霍燕平

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摘要

城市化速度不断加快，传统监测手段难以实时获取路面坍塌隐患点。高效监测路面坍塌成为当前道路安全领域的关键挑战。针对这一难题，笔者提出了一种结合时序InSAR和小波变换的方法，通过分析沉降点的变化周期获取路面形变信息，进而提取地面沉降的时空演化特征。对于时空演变特征明显的区域，进一步使用微动探测地震仪验证InSAR监测结果的准确性。我们选取2022年3月至2023年11月期间的52景Sentinel-1A影像，通过时序InSAR方法获取长春市中心城区的路面沉降结果。结果表明，研究区内最大形变速率为-30.58 mm/a,最大累计沉降为-73.3 mm。选取标志性形变区域南湖大路进行分析，该区域内的最大形变为-28.44 mm/a,最大日均形变为-0.93 mm/d,最大累计沉降为-56.4 mm。针对沉降值显著点位，基于小波变换获取其沉降演变过程。结果证实，沉降严重区域同时受多个不同程度和层次的周期变化影响，这些周期性的时间尺度中还嵌套着影响沉降具体发展趋势的局部小周期。利用微动探测地震仪采集时空演变特征明显区域的实地数据，获得了南湖大路的地质剖面图。由剖面图可知，沉降显著点位发生泥浆灌入现象，进一步验证了沉降监测结果的准确性。最终，对比南湖大路地铁施工区域的坍塌事件与本研究获取的沉降监测结果，验证了所提出方法在实际应用中的可行性和准确性。