InSAR для мониторинга деформаций транспортной инфраструктуры: технологический прогресс и практические применения

LEI Baocheng ,  

ZHANG Lei ,  

REN Weijia ,  

NIJIATI Muhetaer ,  

LIANG Hongyu ,  

SONG Xinyou ,  

CHEN Hailu ,  

YIN Hui ,  

摘要

Интерферометрия синтетической апертуры радаров (InSAR) является важной технологией наземного мониторинга, обладающей преимуществами широкого охвата, миллиметровой точности и длительного временного мониторинга. Она получила широкое применение в области мониторинга деформаций земной поверхности, таких как проседание городов, разработка горных месторождений и геологические катастрофы, а также постепенно расширяется на мониторинг транспортной инфраструктуры. Дороги, железные дороги, мосты и аэропорты характеризуются широким распространением, вытянутой линейной формой, высокой динамичностью и сложными условиями эксплуатации, что предъявляет более высокие требования к традиционным методам мониторинга, в то время как технология InSAR предоставляет новые решения. В данной работе в качестве основной линии рассмотрения взято исследование применения InSAR в мониторинге транспортной инфраструктуры, систематически обобщены достижения и развитие. Во-первых, на базе существующих исследований представлен обзор типичных применений InSAR для мониторинга различных типов транспортной инфраструктуры — дорог, железных дорог, мостов и аэропортов, подтверждающий его потенциал в мониторинге проседания поверхности, выявлении деформаций и оценке безопасности конструкций. Во-вторых, с учётом специфики транспортной инфраструктуры выделены основные проблемы существующего применения InSAR, включая недостаточную когерентность из-за слабых рассеивателей, ошибки развёртки фазы, вызванные пространственно-прерывистыми деформациями таких объектов, как мосты, а также серьёзные помехи от атмосферной турбулентности, влияющие на миллиметровую точность мониторинга. Для решения этих проблем предложены различные улучшения: оптимизация фазы, комбинирование локальных вычислений с внешними ограничениями, моделирование атмосферной задержки и интеграция многоисточниковых вспомогательных данных, что в определённой мере повысило надёжность и применимость результатов. Наконец, с учётом типичных примеров применения команды авторов в мониторинге различных транспортных инфраструктур продемонстрирован потенциал временной технологии InSAR и обсуждены направления дальнейшего развития. В целом технология InSAR показывает широкие перспективы в мониторинге транспортной инфраструктуры, однако методы и практики требуют дальнейшего совершенствования для более эффективной поддержки управления безопасностью транспорта и предотвращения рисков.

关键词

InSAR;транспортная инфраструктура;мониторинг деформаций;проседание дорог;мониторинг мостов;проседание аэропортов

阅读全文