DB14-T 3163-2024 公路邊坡干涉雷達(dá)監(jiān)測技術(shù)規(guī)程

93.080.2014I 2 2 5 本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)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(dá)監(jiān)測技術(shù)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(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評JTG/TD31-05黃土地區(qū)公路路基設(shè)計(jì)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(dá)在不同時刻獲取同一地區(qū)的雷達(dá)回波信號的相位進(jìn)行差分計(jì)算獲取數(shù)字高型或地表形變信息的技術(shù)。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(shù)，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(gòu)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(dá)對監(jiān)測體進(jìn)行干涉成像，獲得監(jiān)測體周期性或?qū)崟r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(gòu)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?qū)走_(dá)波束產(chǎn)生強(qiáng)烈反射，并在合成孔徑雷達(dá)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(dá)干涉測量（InterferometricSyntheTS-InSAR：時間序列合成孔徑雷達(dá)干涉測量（TPS：永久散射體（PersistentScatteSAR：合成孔徑雷達(dá)（SyntheticAperturSLC：單數(shù)復(fù)圖像（SingleLookCGNSS：全球?qū)Ш叫l(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(zhì)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(zhì)狀況、影像資料；——?dú)v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(shè)計(jì)書編寫5b)技術(shù)設(shè)計(jì)的依據(jù)；5.7SAR數(shù)據(jù)選擇5.7.1應(yīng)根據(jù)監(jiān)測任務(wù)要求和監(jiān)測對象特點(diǎn)，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(yīng)大于監(jiān)測區(qū)范圍，不滿足要求時，應(yīng)對相鄰的兩景影像進(jìn)行拼接；f)應(yīng)根據(jù)具體任務(wù)要求和監(jiān)測精度選擇技術(shù)方法和SAR影像數(shù)量，具體要求可參考附錄C；5.7.3當(dāng)星載SAR數(shù)據(jù)不能滿足監(jiān)測要求時，應(yīng)使用GB-InSAR進(jìn)行監(jiān)5.8.2DEM數(shù)據(jù)應(yīng)滿足以下要求:b)DEM數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性應(yīng)與SAR數(shù)據(jù)接近；c)DEM數(shù)據(jù)在空間上應(yīng)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(yīng)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(jì)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(nèi)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(zhǔn)算法，設(shè)置配準(zhǔn)參數(shù)，對每個像對進(jìn)行配準(zhǔn)計(jì)算；b)主輔影像配準(zhǔn)時要求方位向和距離向誤差均小于0.1個像元，且計(jì)算配準(zhǔn)多項(xiàng)式的同名點(diǎn)應(yīng)c)所有配準(zhǔn)影像裁剪后的公共區(qū)域應(yīng)大于或等于設(shè)計(jì)的監(jiān)測工作范圍，如有缺失應(yīng)及時補(bǔ)充數(shù)c)依據(jù)配準(zhǔn)關(guān)系式，計(jì)算生成DEM坐標(biāo)系到SAR影像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換查找表；依據(jù)空間基線參數(shù)和地球橢球體參數(shù)，計(jì)算平地相位；利用依據(jù)相干系數(shù)計(jì)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(jìn)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(fèi)用流法、枝切法等；86.4PS-InSAR數(shù)據(jù)處理9a)計(jì)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(zhǔn)、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(jì)算。將所有主、輔影像前置濾波，計(jì)算干涉相位，生成干涉圖。具b)PS點(diǎn)目標(biāo)干涉相位序列生成。將滿足上述條件要求的點(diǎn)目6.4.3.2空間基線改進(jìn)。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(jì)算空間基b)利用快速傅里葉變換對殘余相位進(jìn)行估計(jì)，得到殘余基線相位；對干涉圖的差分干涉相位應(yīng)進(jìn)行時間和空間域的線性形變相位估計(jì)，如有要求，還應(yīng)進(jìn)行非線性形變相位估計(jì)，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(jì)算。依據(jù)空間基線、時間監(jiān)測工作設(shè)計(jì)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(jì)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(zhǔn)參考影像，所有影像對其進(jìn)行配準(zhǔn)。配準(zhǔn)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(jì)算。將所有主、輔影像前置濾波，計(jì)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(jì)算見6.3.6.5.2.6相干點(diǎn)目標(biāo)選取。對時間序列干涉圖集的像元進(jìn)行相干點(diǎn)目標(biāo)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(biāo)點(diǎn)組成的干涉圖，進(jìn)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(yīng)進(jìn)行時間和空間域的線性形變相位估計(jì)，如有要求，還應(yīng)進(jìn)行非線性形變相位估計(jì)，去除大氣、噪聲等殘余相位，得到點(diǎn)目標(biāo)的時間序列形變相位。SBAS-InSAR的）；）；解（SVD）處理，求解每個影像對應(yīng)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(jì)算。對奇異值分解得到的大氣相位和非線性形變相位進(jìn)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(zhǔn)各子集影像進(jìn)行前置濾波，在各子集內(nèi)，以第一景為主影像，計(jì)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(nèi)第一景為主影），一定的相干系數(shù)作為閾值，選取各子集內(nèi)相干點(diǎn)。將各當(dāng)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(nèi)形變?yōu)榱愕姆€(wěn)定點(diǎn)，認(rèn)為高相干點(diǎn)（如相干系數(shù)大于0.EQ\*jc3\*hps27\o\al(\s\up0(①),atm)向距離，計(jì)算模型系數(shù)a、b，得到線性改正模型；當(dāng)測區(qū)范圍較大、地形起伏較大、大氣環(huán)境復(fù)雜時，宜采用二階a)選擇測區(qū)內(nèi)形變?yōu)榱愕姆€(wěn)定點(diǎn)，可認(rèn)為高相干點(diǎn)（如相干系數(shù)大于0.9）為穩(wěn)定點(diǎn)；EQ\*jc3\*hps26\o\al(\s\up0(①),atm)線向距離，計(jì)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(diǎn)的解纏相位進(jìn)行大氣改正。小二乘原則進(jìn)行平差，結(jié)合監(jiān)測點(diǎn)GNSS坐標(biāo)獲取地7.1.1公路邊坡監(jiān)測應(yīng)根據(jù)監(jiān)測等級7.1.2公路邊坡監(jiān)測宜根據(jù)任務(wù)要求7.1.3公路邊坡監(jiān)測應(yīng)在搜集資料及現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上編制監(jiān)測方案，搜集資料及現(xiàn)場調(diào)查除應(yīng)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(yīng)安置在形變區(qū)外7.1.5當(dāng)InSAR監(jiān)測不能滿足7.2監(jiān)測內(nèi)容7.2.1公路邊坡監(jiān)測的內(nèi)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(jié)果可以評定內(nèi)符合精8.2監(jiān)測周期8.2.1邊坡監(jiān)測期限應(yīng)根據(jù)監(jiān)測等級確定，一二級監(jiān)測項(xiàng)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(xiàng)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(yùn)營期的監(jiān)測期限和頻9監(jiān)測預(yù)警9.1.1公路邊坡監(jiān)測應(yīng)根據(jù)監(jiān)測等級確定預(yù)警值，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)警值時，應(yīng)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(yīng)立即進(jìn)行危險(xiǎn)報(bào)警，并應(yīng)對邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境中的保護(hù)對象采取應(yīng)急措施，同時增加監(jiān)測頻率并調(diào)整監(jiān)b)邊坡支擋結(jié)構(gòu)或周邊巖土體位移突然明顯增大；9.2監(jiān)測預(yù)警值///21342213425283510.1一般規(guī)定10.2監(jiān)測成果b)計(jì)算過程數(shù)據(jù)，包括配準(zhǔn)結(jié)果、干涉圖、相干系數(shù)圖10.2.2數(shù)據(jù)文件命名應(yīng)統(tǒng)一規(guī)范，宜采用“項(xiàng)目名10.3監(jiān)測報(bào)告第一步，利用ARCGIS軟件中的空間分析模塊基于DEM計(jì)算得到地形坡度(β)和坡向(α),再利用山體陰影模型計(jì)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(jì)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(jì)算得到的疊掩圖層中，-1≤R-Index≤0的區(qū)域?yàn)橹鲃盈B掩（4）陰影（Sh）：在山體陰影模型計(jì)算得