基于D-InSAR的東北多年凍土退化區(qū)地表形變研究.pdf

1、在我國(guó)內(nèi)蒙古阿爾山、黑龍江嫩江、北安、伊春、鶴崗一線以北，廣泛分布多年凍土，這一地區(qū)被稱作東北高緯度多年凍土區(qū)。近一百年來(lái)，受全球變化影響，我國(guó)東北高緯度凍土區(qū)多年凍土處于嚴(yán)重退化狀態(tài)，導(dǎo)致這一地區(qū)環(huán)境地質(zhì)條件和工程地質(zhì)條件發(fā)生劇烈變化，地面不均勻沉降、山體滑坡現(xiàn)象增多，嚴(yán)重影響本區(qū)的高速公路路基穩(wěn)定和運(yùn)營(yíng)安全。
　　本文以地處小興安嶺西北段，與東北高緯度凍土區(qū)南界相交地帶的北安至黑河高速公路路域?yàn)檠芯繀^(qū)，應(yīng)用遙感技術(shù)獲取大范圍地

2、表信息，采用熱紅外遙感方法反演地表溫度，對(duì)研究區(qū)域島狀凍土分布進(jìn)行了研究;采用D-InSAR地表形變檢測(cè)方法，研究區(qū)域地表形變;進(jìn)而探討了區(qū)域凍土分布、退化與地表形變的關(guān)系。
　　采用大氣校正法對(duì)2009年3月3日，5月22日和9月11日的3景l(fā)andsat7 ETM+影像數(shù)據(jù)進(jìn)行地表溫度反演。根據(jù)地表比輻射率和NASA提供的衛(wèi)星過(guò)境時(shí)刻的大氣參數(shù)計(jì)算地表的輻射強(qiáng)度，并利用普朗克公式的反函數(shù)獲取地表溫度。通過(guò)對(duì)地溫分布結(jié)果的驗(yàn)證，

3、發(fā)現(xiàn)本文采用反演方法獲得研究區(qū)熱紅外地表溫度的可靠性較高。
　　以反演得到的地表溫度(LST)數(shù)據(jù)為區(qū)域凍土區(qū)劃分的主導(dǎo)能量指標(biāo)，在ArcGIS中分類分析。以計(jì)算的區(qū)域地表平均溫度為閾值，輔助人工解譯，制定研究區(qū)凍土劃分標(biāo)準(zhǔn)，得到研究區(qū)地表溫度圖的低溫區(qū)域并進(jìn)行3張低溫圖的疊加分析，生成區(qū)域凍土分布圖。對(duì)得到的凍土分布區(qū)內(nèi)的高程、坡向進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn):研究區(qū)內(nèi)絕大部分凍土分布在研究區(qū)的低海拔，陽(yáng)坡位置，這一分布規(guī)律與區(qū)域興安-貝加爾

4、型凍土分布規(guī)律吻合。又經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，得出生成的凍土分布圖與現(xiàn)場(chǎng)凍土鉆探結(jié)果比較一致。
　　以2007-2010年13景ALOS PALSAR雷達(dá)影像(SAR)為數(shù)據(jù)源，采用差分合成孔徑雷達(dá)(D-InSAR)地表形變檢測(cè)的方法進(jìn)行區(qū)域地表形變研究，得到研究區(qū)雷達(dá)視線向的地表形變圖，提取垂直形變部分生成垂直形變圖。以2009年12月16日為參考，采用6組時(shí)間連續(xù)的垂直形變圖，得到研究區(qū)2010年累計(jì)地表垂直形變圖。通過(guò)分析研究區(qū)北黑公

5、路路域沉降格局和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證表明，獲取的垂直形變圖與研究區(qū)實(shí)際沉降格局保持一致，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況比較吻合。
　　將生成的研究區(qū)凍土分布圖與垂直形變圖疊加，得到相似的分布形態(tài)。如上得到的2010年度北黑公路路域發(fā)生滑坡、沉降的路段，也都有凍土分布。又對(duì)地表垂直形變圖內(nèi)的高程分布分析可知，累積形變較大區(qū)域內(nèi)的高程主要分布在高程值較低的區(qū)域，說(shuō)明了區(qū)域形變較大的位置分布在低海拔區(qū)，與凍土分布的規(guī)律相同。根據(jù)以上三點(diǎn)證據(jù)表明區(qū)域形變與凍