Мониторинг внезапного опускания в Балитае Тяньцзиня с помощью многочастотного спутникового SAR и анализ пространственно-временных характеристик

YAN Shiyong ,  

GUO Bingyan ,  

LIU Bin ,  

QIAO Xin ,  

ZHANG Li ,  

摘要

31 мая 2023 года внезапное опускание в районе Балитай Тяньцзиня нанесло серьезный ущерб окружающим зданиям и инфраструктуре. Проведение высокоточного длительного мониторинга деформаций поверхности в соответствующей области имеет важное значение для выявления причин и механизмов возникновения и распространения связанных катастроф. Опускание в Балитай характеризуется большой величиной деформации, длительным непрерывным периодом и выраженными нелинейными особенностями. Для решения проблем градиентной расстроенности и низкого пространственно-временного разрешения при мониторинге деформаций методом InSAR на данных с одного источника SAR в данной работе предложена технология сложного извлечения деформаций, объединяющая многоуровневое отслеживание пикселей с изменяемым окном и взвешиванием по нескольким временам, а также объединение с методом DS-InSAR, используя преимущества многочастотных данных SAR с высокой разрешающей способностью интенсивности и высокой точностью фазовой информации. С помощью 57 сцен данных Sentinel-1 в C-диапазоне и 19 сцен данных LuTan-1 в L-диапазоне за период с января 2022 по декабрь 2024 года были получены и проанализированы информации о деформациях в области внезапного опускания в периоды до, в начале и после события. Результаты показывают: (1) опускание в Балитай имеет выраженный внезапный и поэтапный характер, соответствующая территория оставалась относительно стабильной перед событием (с 01-01-2022 по 31-05-2023) с деформациями поверхности в диапазоне от -3 до 3 мм/год, в начале события (с 31-05-2023 по 07-06-2023) максимальная деформация превысила -4,5 м, в поздний период (с 07-06-2023 по 28-12-2024) скорость деформации быстро снизилась и стала стабильной, при этом имеется значительное соответствие с результатами наблюдений двух GNSS станций за тот же период (коэффициенты детерминации R² соответственно 0.98 и 0.97, RMSE соответственно 3.31 мм и 5.85 мм); (2) пространственная корреляция между центром опускания и местом геотермального бурения, а также эволюция временной суммарной деформации дополнительно подтверждают, что особые геологические структуры, встреченные в ходе геотермальной добычи, вероятно, являются основной причиной данного внезапного опускания. Это исследование закладывает техническую и данную основу для анализа происхождения и динамических механизмов опускания в Балитае, способствует оптимизации технологий геотермального использования и улучшению безопасности и устойчивого развития городов.

关键词

внезапное опускание в Балитае;Sentinel-1;LuTan-1;отслеживание пикселей;DS-InSAR;пространственно-временное развитие

阅读全文