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原文传递基于D-InSAR的东北多年冻土退化区地表形变研究

论文题名：	基于D-InSAR的东北多年冻土退化区地表形变研究
关键词：	高速公路;路基稳定性;地表形变;多年冻土区;遥感技术
摘要：	在我国内蒙古阿尔山、黑龙江嫩江、北安、伊春、鹤岗一线以北，广泛分布多年冻土，这一地区被称作东北高纬度多年冻土区。近一百年来，受全球变化影响，我国东北高纬度冻土区多年冻土处于严重退化状态，导致这一地区环境地质条件和工程地质条件发生剧烈变化，地面不均匀沉降、山体滑坡现象增多，严重影响本区的高速公路路基稳定和运营安全。　　本文以地处小兴安岭西北段，与东北高纬度冻土区南界相交地带的北安至黑河高速公路路域为研究区，应用遥感技术获取大范围地表信息，采用热红外遥感方法反演地表温度，对研究区域岛状冻土分布进行了研究;采用D-InSAR地表形变检测方法，研究区域地表形变;进而探讨了区域冻土分布、退化与地表形变的关系。　　采用大气校正法对2009年3月3日，5月22日和9月11日的3景landsat7 ETM+影像数据进行地表温度反演。根据地表比辐射率和NASA提供的卫星过境时刻的大气参数计算地表的辐射强度，并利用普朗克公式的反函数获取地表温度。通过对地温分布结果的验证，发现本文采用反演方法获得研究区热红外地表温度的可靠性较高。　　以反演得到的地表温度(LST)数据为区域冻土区划分的主导能量指标，在ArcGIS中分类分析。以计算的区域地表平均温度为阈值，辅助人工解译，制定研究区冻土划分标准，得到研究区地表温度图的低温区域并进行3张低温图的叠加分析，生成区域冻土分布图。对得到的冻土分布区内的高程、坡向进一步分析发现:研究区内绝大部分冻土分布在研究区的低海拔，阳坡位置，这一分布规律与区域兴安-贝加尔型冻土分布规律吻合。又经过现场验证，得出生成的冻土分布图与现场冻土钻探结果比较一致。　　以2007-2010年13景ALOS PALSAR雷达影像(SAR)为数据源，采用差分合成孔径雷达(D-InSAR)地表形变检测的方法进行区域地表形变研究，得到研究区雷达视线向的地表形变图，提取垂直形变部分生成垂直形变图。以2009年12月16日为参考，采用6组时间连续的垂直形变图，得到研究区2010年累计地表垂直形变图。通过分析研究区北黑公路路域沉降格局和现场监测数据验证表明，获取的垂直形变图与研究区实际沉降格局保持一致，与现场实际情况比较吻合。　　将生成的研究区冻土分布图与垂直形变图叠加，得到相似的分布形态。如上得到的2010年度北黑公路路域发生滑坡、沉降的路段，也都有冻土分布。又对地表垂直形变图内的高程分布分析可知，累积形变较大区域内的高程主要分布在高程值较低的区域，说明了区域形变较大的位置分布在低海拔区，与冻土分布的规律相同。根据以上三点证据表明区域形变与冻土分布、退化关系密切。　　本研究将先进的遥感技术引入研究区，通过热红外地温反演、D-InSAR地表形变监测等方法，进行了研究区冻土分布、地表形变的研究，生成了研究区冻土分布图和累计地表垂直形变图。研究成果有助于区域内公路勘察、选线、养护和灾害预警，并为研究区以北的多年冻土区提供研究经验和借鉴之处。
作者：	王春娇
专业：	森林工程
导师：	柳俊哲;单炜
授予学位：	博士
授予学位单位：	东北林业大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文