DB14-T 3163-2024 公路邊坡干涉雷達監(jiān)測技術規(guī)程

93.080.2014I 2 2 5 本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定王帥、陳毅、劉亞明、王閆超、張必昌、牛雨竹、陳汝先、高淑利、1公路邊坡干涉雷達監(jiān)測技術規(guī)程本文件適用于各等級公路邊坡形變監(jiān)測，礦區(qū)、GB/T40112地質災害危險性評JTG/TD31-05黃土地區(qū)公路路基設計與施工技CH/T6006時間序列InSAR地表形變監(jiān)測DZ/T0221崩塌、滑坡、泥石流監(jiān)測3.13.2利用合成孔徑雷達在不同時刻獲取同一地區(qū)的雷達回波信號的相位進行差分計算獲取數(shù)字高型或地表形變信息的技術。本文件特指利用SAR數(shù)據(jù)開展邊坡形變監(jiān)測的空間大地測量技術，包括星），2利用時間和空間基線均小于給定閾值的干涉像對構成多個差分干涉圖集，對時間序列相干目通過地面測站上的合成孔徑雷達對監(jiān)測體進行干涉成像，獲得監(jiān)測體周期性或實時位移信息的測3.3包括空間基線和時間基線。主影像和輔影像干涉成像時，衛(wèi)星位置構成的空間向量稱作空3.43.5在干涉圖上能保持后向散射特性穩(wěn)定且相干性良好的像3.6能夠對雷達波束產生強烈反射，并在合成孔徑雷達圖像上形成高3.74縮略語DEM：數(shù)字高程模型（DigitalElevationMoInSAR：合成孔徑雷達干涉測量（InterferometricSyntheTS-InSAR：時間序列合成孔徑雷達干涉測量（TPS：永久散射體（PersistentScatteSAR：合成孔徑雷達（SyntheticAperturSLC：單數(shù)復圖像（SingleLookCGNSS：全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（GlobalNavigationSatelliteSyste包括邊坡形變速率圖制作、邊坡滑動范圍獲取、歷史形變回35.2.2公路邊坡穩(wěn)定狀態(tài)宜采用地質分析法、極限平衡法、數(shù)值模擬法等確定，也可依據(jù)滑坡特征按4——邊坡地質狀況、影像資料；——歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)；——監(jiān)測區(qū)SAR數(shù)據(jù)，包括存檔數(shù)據(jù)和編程數(shù)據(jù)；5.5.2GB-InSAR根據(jù)傳感器5.6設計書編寫5b)技術設計的依據(jù)；5.7SAR數(shù)據(jù)選擇5.7.1應根據(jù)監(jiān)測任務要求和監(jiān)測對象特點，優(yōu)先選擇監(jiān)測區(qū)開分辨率更高的SAR數(shù)據(jù)；d)影像范圍應大于監(jiān)測區(qū)范圍，不滿足要求時，應對相鄰的兩景影像進行拼接；f)應根據(jù)具體任務要求和監(jiān)測精度選擇技術方法和SAR影像數(shù)量，具體要求可參考附錄C；5.7.3當星載SAR數(shù)據(jù)不能滿足監(jiān)測要求時，應使用GB-InSAR進行監(jiān)5.8.2DEM數(shù)據(jù)應滿足以下要求:b)DEM數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性應與SAR數(shù)據(jù)接近；c)DEM數(shù)據(jù)在空間上應與SAR數(shù)據(jù)保持一致，面積比裁剪后的SAR數(shù)據(jù)增加5%以上。5.8.3大氣校正數(shù)據(jù)應與SAR影像的空間范圍66.2數(shù)據(jù)處理方法6.2.2數(shù)據(jù)量較大、監(jiān)測精度要求較高時，宜選擇P6.3D-InSAR數(shù)據(jù)處理a)計算所有影像像對的時間和空間基線，生成時間和空間基線分布圖；c)選擇時間范圍內空間基線盡量短的像對，并選擇像對中時間較早的影像作為主影像。7a)選擇配準算法，設置配準參數(shù)，對每個像對進行配準計算；b)主輔影像配準時要求方位向和距離向誤差均小于0.1個像元，且計算配準多項式的同名點應c)所有配準影像裁剪后的公共區(qū)域應大于或等于設計的監(jiān)測工作范圍，如有缺失應及時補充數(shù)c)依據(jù)配準關系式，計算生成DEM坐標系到SAR影像坐標系的轉換查找表；依據(jù)空間基線參數(shù)和地球橢球體參數(shù)，計算平地相位；利用依據(jù)相干系數(shù)計算公式，對經(jīng)過濾波的主輔影像差分干涉相位像元，選擇窗體大小，逐像對相位纏繞的差分干涉圖進行解纏，具體步驟a)宜采用空間域二維相位解纏方法，主要包括最小費用流法、枝切法等；86.4PS-InSAR數(shù)據(jù)處理9a)計算所有影像像對間的時間和空間基線，生成時間和空間基線分布圖；6.4.2.2影像配準、裁剪和組合。所有SAR影像與主影b)將所有數(shù)據(jù)裁剪成范圍一致的區(qū)域。剪裁要求6.4.2.4干涉圖相位計算。將所有主、輔影像前置濾波，計算干涉相位，生成干涉圖。具b)PS點目標干涉相位序列生成。將滿足上述條件要求的點目6.4.3.2空間基線改進。目視檢查每景差分干涉圖，若含有殘余干涉條紋超過半個波長，計算空間基b)利用快速傅里葉變換對殘余相位進行估計，得到殘余基線相位；對干涉圖的差分干涉相位應進行時間和空間域的線性形變相位估計，如有要求，還應進行非線性形變相位估計，去除大氣、噪聲等殘余相位b)線性形變相位和殘余高程相位計算。依據(jù)空間基線、時間監(jiān)測工作設計書僅要求線性形變成果，則可直接輸出形變速率6.5SBAS-InSAR數(shù)據(jù)處理SBAS-InSAR方法數(shù)據(jù)處理的基本流程見圖4所示。6.5.2.1主影像選擇。SBAS-InSAR方法宜選擇多個a)計算所有影像像對間的時間和空間基線，生成時間和空間基線分布圖；b)采用時間和空間基線均滿足給定閾值的像對組a)任意挑選一景影像作為配準參考影像，所有影像對其進行配準。配準方法見b)將所有數(shù)據(jù)裁剪成一致的區(qū)域，剪裁要求見6.6.5.2.4干涉圖相位計算。將所有主、輔影像前置濾波，計算干涉相位，生成干涉圖。具體工作步驟6.5.2.5相干系數(shù)計算見6.3.6.5.2.6相干點目標選取。對時間序列干涉圖集的像元進行相干點目標的篩選，具體步驟為：6.5.3.1平地和地形相位去除。對由相干目標點組成的干涉圖，進行平地和地形相位的去除，具體工對干涉圖的差分干涉相位應進行時間和空間域的線性形變相位估計，如有要求，還應進行非線性形變相位估計，去除大氣、噪聲等殘余相位，得到點目標的時間序列形變相位。SBAS-InSAR的）；）；解（SVD）處理，求解每個影像對應時刻的大氣相位和非線性e)大氣相位和非線性形變相位計算。對奇異值分解得到的大氣相位和非線性形變相位進行空間6.6GB-InSAR數(shù)據(jù)處理6.6.2.1所有SAR影像的對主6.6.2.2宜采用時間小基線集方法劃分子集，具體步驟b)采用一定的相干系數(shù)作為劃分子集的閾值，劃分出一個子集；c)對剩余SAR影像，以前一子集最后一景為主影像，對已配準各子集影像進行前置濾波，在各子集內，以第一景為主影像，計算生成干涉圖。具體步對經(jīng)過濾波的SAR影像各子集，以子集內第一景為主影），一定的相干系數(shù)作為閾值，選取各子集內相干點。將各當測區(qū)范圍較小、地形較平坦、大氣環(huán)境較穩(wěn)定時，宜采用距離a)選擇測區(qū)內形變?yōu)榱愕姆€(wěn)定點，認為高相干點（如相干系數(shù)大于0.EQ\*jc3\*hps27\o\al(\s\up0(①),atm)向距離，計算模型系數(shù)a、b，得到線性改正模型；當測區(qū)范圍較大、地形起伏較大、大氣環(huán)境復雜時，宜采用二階a)選擇測區(qū)內形變?yōu)榱愕姆€(wěn)定點，可認為高相干點（如相干系數(shù)大于0.9）為穩(wěn)定點；EQ\*jc3\*hps26\o\al(\s\up0(①),atm)線向距離，計算模型系數(shù)a、b、c，得到二階距離改正模型；b)通過二階距離改正模型對相干點的解纏相位進行大氣改正。小二乘原則進行平差，結合監(jiān)測點GNSS坐標獲取地7.1.1公路邊坡監(jiān)測應根據(jù)監(jiān)測等級7.1.2公路邊坡監(jiān)測宜根據(jù)任務要求7.1.3公路邊坡監(jiān)測應在搜集資料及現(xiàn)場調查的基礎上編制監(jiān)測方案，搜集資料及現(xiàn)場調查除應符合b)搜集能滿足監(jiān)測工作的地形圖、典型的剖面圖和附7.1.4GB-InSAR應安置在形變區(qū)外7.1.5當InSAR監(jiān)測不能滿足7.2監(jiān)測內容7.2.1公路邊坡監(jiān)測的內容包括變形監(jiān)測和相7.2.2變形監(jiān)測包括形變趨勢監(jiān)測、累積形7.3監(jiān)測方案7,4精度評價7.4.2通過覆蓋同一地區(qū)不同軌道的SAR數(shù)據(jù)、或者不同SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)的解算結果可以評定內符合精8.2監(jiān)測周期8.2.1邊坡監(jiān)測期限應根據(jù)監(jiān)測等級確定，一二級監(jiān)測項目監(jiān)測期限宜至邊坡工程交工后不少于1年，三級監(jiān)測項目監(jiān)測期限可至邊坡工程交工后8.3監(jiān)測頻率8.3.1針對不同監(jiān)測等級的邊坡分別闡述施工期及運營期的監(jiān)測期限和頻9監(jiān)測預警9.1.1公路邊坡監(jiān)測應根據(jù)監(jiān)測等級確定預警值，當監(jiān)測數(shù)據(jù)達到預警值時，應及時通告后出具書面9.1.2公路邊坡發(fā)生下列情況之一時，應立即進行危險報警，并應對邊坡支護結構和周邊環(huán)境中的保護對象采取應急措施，同時增加監(jiān)測頻率并調整監(jiān)b)邊坡支擋結構或周邊巖土體位移突然明顯增大；9.2監(jiān)測預警值///21342213425283510.1一般規(guī)定10.2監(jiān)測成果b)計算過程數(shù)據(jù)，包括配準結果、干涉圖、相干系數(shù)圖10.2.2數(shù)據(jù)文件命名應統(tǒng)一規(guī)范，宜采用“項目名10.3監(jiān)測報告第一步，利用ARCGIS軟件中的空間分析模塊基于DEM計算得到地形坡度(β)和坡向(α),再利用山體陰影模型計算陰影（Sh）和疊掩（第二步，利用查詢獲得的衛(wèi)星幾何參數(shù)和地形坡度(β)、坡向(α)計算R-Index指數(shù)，R-Index（2）透視收縮：0＜R-Index≤sin（3）疊掩：在山體陰影模型計算得到的疊掩圖層中，-1≤R-Index≤0的區(qū)域為主動疊掩（4）陰影（Sh）：在山體陰影模型計算得