基于SARscape模塊的上海地區(qū)InSAR地形分析

【摘要】為探測上海地區(qū)地表地形變化情況，利用ERS-1衛(wèi)星采集的1996年3月25號和同年3月26號的原始SAR數(shù)據(jù)與該地區(qū)2003年的DEM 數(shù)據(jù)，通過ENVI軟件中SARscape模塊，用InSAR技術(shù)和D-InSAR技術(shù)對原始數(shù)據(jù)進行一系列分析處理并生成上海地區(qū)的DEM模型和形變圖，結(jié)果表明，在這期間上海地區(qū)地表大部分區(qū)域在下降，少部分上升。

【關(guān)鍵詞】上海 地表形變 SARscape模塊 DEM模型 形變圖

一、引言

上海地處長江入?？冢瑬|向東海，隔海與日本九州島相望，南瀕杭州灣，西與江蘇、浙江兩省相接，共同構(gòu)成以上海為龍頭的中國最大經(jīng)濟區(qū)“長三角經(jīng)濟圈”。上海從1860年開始開采地下水，過度開采地下水一度被視為導(dǎo)致這座城市地面沉降的主因之一。上海1921年在水準測量中發(fā)現(xiàn)有地面沉降現(xiàn)象，上世紀50年代末期沉降已較明顯。1921年至1965年，上海累計沉降量約1.69米。從1965年起，上海對地下水開采實行控制。采取的辦法是向地下水層回灌自來水，使地下水位抬高，達到恢復(fù)土層彈性、控制地面沉降的目的[1]。

InSAR和D-InSAR技術(shù)具有全天時、全天候、空間高分辨率等突出優(yōu)點。已經(jīng)成為一種強有力的空間對地觀測[2]。為觀察上海地區(qū)的地形形變情況，本文利用ERS衛(wèi)星采集的1996年3月25號和同年3月26號的原始SAR數(shù)據(jù)以及DEM數(shù)據(jù)，并利用ENVI中SARscape模塊，對原始數(shù)據(jù)進行一系列分析處理并生成上海地區(qū)的DEM模型和形變圖。從而直觀看出上海地區(qū)地形變化情況。

二、SARscape 基本模塊介紹

SARscape 基本模塊功能包括處理機載/星載SAR 強度和相干數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)導(dǎo)入工具、多視處理工具、圖像配準工具、基本濾波工具、特征提取工具、地理編碼和輻射定標工具、定標后處理工具（雷達輻射校正）、圖像鑲嵌、分割工具等。[3]

三、DInSAR 提取地形形變基礎(chǔ)[4]

五、結(jié)論

從1996年至2003年，上海的青浦區(qū)、奉賢縣、南匯縣南部以及崇明縣東北部有地表沉降，這可能與地下水的抽取有關(guān)系；而浦東新區(qū)、寶山區(qū)、金山區(qū)南部和南匯縣北部地表則有上升現(xiàn)象，可見上海1965年起，對地下水開采實行控制還是有一定的效果。不過這些區(qū)域地表上升量基乎都在1cm以內(nèi)，這也許是實驗中的誤差引起的，也有可能和建筑物的膨脹有關(guān)，而下降的量則達到4cm，甚至在青浦區(qū)西部達到6cm。因此，控制地下水的抽取，回灌自來水以及控制地表沉降措施還需進一步加強和完善。

【參考文獻】

[1]鄭瑩瑩上海年均地面沉降少于6毫米中國新聞社，2014

[2] 黃愛萱，董小華，劉妙龍. 利用DInSAR技術(shù)監(jiān)測地表形變—以上海地區(qū)為例

[3]《ENVI SARscape產(chǎn)品白皮書》-201110

[4] 張慧鑫，劉國祥，張瑞，賈洪果.使用ALOSDInSAR提取汶川地震同震地表形變場大地測量與地球動力學(xué)，2011.