利用雷达干涉技术监测区域地表形变 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:测绘

作者:刘国祥

出品人:

页数:148

译者:

出版时间:2006-5

价格:28.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787503012891

丛书系列:

图书标签:

• 雷达干涉技术
• 地表形变
• InSAR
• 遥感
• 地质灾害
• 监测
• 地球物理
• 地形学
• 区域监测
• 高精度测量

《倾听大地脉搏：SAR干涉技术在区域地表形变监测中的应用》 本书深入探讨了合成孔径雷达干涉技术（InSAR）在监测区域地表形变方面的强大能力及其广泛应用。从地质构造活动引发的缓慢形变，到人类工程活动造成的沉降与抬升，再到自然灾害如地震、滑坡、火山爆发引起的瞬时变化，InSAR技术都能够提供高精度、大范围、时序性的监测数据，为我们理解地球动力学过程、评估地质灾害风险、优化城市规划与建设提供了关键依据。 第一部分：基础理论与技术原理 本部分将为读者构建坚实的理论基础。首先，我们将从雷达遥感的物理原理出发，阐述合成孔径雷达（SAR）如何通过发射微波信号并接收地表回波来成像。随后，重点介绍干涉SAR（InSAR）的核心思想：通过比较同一区域不同时间获取的两幅或多幅SAR影像，利用相位差信息提取地表形变。我们将详细解析差分干涉SAR（DInSAR）、永久散射体InSAR（PS-InSAR）、小基线集InSAR（SBAS-InSAR）等主要技术路线的原理、优势与局限性。 SAR成像基础： 介绍雷达系统的工作方式，包括回波信号、后向散射系数、影像分辨率以及SAR影像的特点，如几何畸变（雷达倾斜、叠掩、阴影）和多普勒效应。 干涉原理： 深入讲解干涉SAR的核心概念，包括干涉相位与地表形变的对应关系、相位解缠（Phase Unwrapping）的关键算法及其挑战。 差分干涉SAR (DInSAR)： 介绍DInSAR如何通过相减两幅影像的干涉相位来消除地形相位和轨道相位，从而分离出形变相位。重点分析其对大气延迟、地形误差和去相干效应的敏感性。 永久散射体InSAR (PS-InSAR)： 阐述PS-InSAR如何利用长期保持稳定后向散射特性的点目标（永久散射体）来提取地表形变。介绍其在高形变区域和稳定相位区域的应用优势，以及如何利用多个永久散射体进行联合分析，提高精度和时序性。 小基线集InSAR (SBAS-InSAR)： 详细介绍SBAS-InSAR如何利用一系列具有小轨道和时间基线的SAR影像对进行干涉，通过合成多个干涉对来减小去相干效应的影响，并实现连续形变监测。分析其在中小尺度形变监测中的有效性。 其他InSAR技术简介： 简要介绍如istoire影像干涉（Time-Series InSAR）、全孔径SAR干涉（GIFSAR）等其他相关技术，并说明其在特定场景下的应用。 第二部分：数据处理与分析 扎实的理论是基础，而将理论转化为实际应用则需要掌握高效的数据处理与分析方法。本部分将引导读者完成从原始SAR影像到最终地表形变结果的转化过程。我们将详细介绍常用的InSAR数据处理流程，包括影像配准、干涉对选择、差分干涉图生成、相位解缠、大气延迟校正、地形误差去除、速率计算与时序分析等关键步骤。此外，还将探讨数据质量评估、形变场反演以及与GPS、水准等其他测量技术的融合方法。 SAR数据获取与预处理： 介绍不同SAR传感器（如Sentinel-1, TerraSAR-X, RADARSAT等）的数据特性，以及如何进行影像的SLC（Single Look Complex）数据下载、轨道文件获取和预处理。 干涉对选择与生成： 讲解如何根据形变速率、轨道基线、时间基线等因素优选干涉对，以及如何生成差分干涉图。 相位解缠技术： 详细阐述多种相位解缠算法，如最小费用流法、区域增长法等，并讨论其在复杂地形和低相干区域的应用效果。 形变相位提取： 介绍如何从差分干涉图中分离出形变相位，并阐述地形相位和轨道相位误差的去除方法，如利用DEM（数字高程模型）进行校正。 大气延迟校正： 重点讨论大气水汽和温度变化对干涉相位的影响，以及如何利用大气模型（如ERA5）或时序分析方法进行校正。 形变速率与时序分析： 讲解如何利用PS-InSAR或SBAS-InSAR技术计算地表形变速率，并进行形变时间序列分析，揭示形变的时空演化规律。 形变场反演与融合： 介绍如何将InSAR监测的形变数据反演为地表位移场，并讨论如何将InSAR数据与GPS、水准测量数据进行融合，以提高监测的准确性和可靠性。 质量评估与不确定性分析： 探讨InSAR监测结果的质量评估指标，如相干性、信噪比等，并进行形变监测的不确定性分析。 第三部分：应用案例与前沿研究 本部分将聚焦于InSAR技术在实际区域地表形变监测中的应用，展示其解决现实问题的能力。我们将选取多个典型案例，涵盖不同类型的地表形变现象，并结合具体的监测数据进行深入分析。同时，还将展望InSAR技术在未来可能的发展方向和前沿研究课题。 构造形变监测： 分析InSAR技术在监测地震断层活动、火山形变、地壳构造运动等方面的应用，例如监测印度尼西亚火山的膨胀收缩，追踪日本东北地区地震后的地表位移。 工程形变监测： 探讨InSAR在监测大型水利工程（如大坝）、桥梁、隧道、高层建筑、地下矿山开采等引起的沉降、隆升或侧向位移中的应用。例如，利用InSAR监测城市地铁建设过程中的地表沉降。 地质灾害监测： 阐述InSAR在监测滑坡、泥石流、地面塌陷、土地盐碱化等自然灾害中的作用，以及如何利用其预警和风险评估。例如，监测中国西南地区发育的大规模滑坡体。 水文与环境监测： 介绍InSAR技术在监测地下水抽取引起的地面沉降、冰川融化导致的海平面上升、冻土融化引起的地面形变等环境变化方面的应用。 城市化与基础设施监测： 探讨InSAR如何服务于智慧城市建设，监测城市区域的地面沉降、土地利用变化以及城市基础设施的健康状况。 前沿研究方向： 展望InSAR技术在处理大规模数据、利用人工智能进行形变模式识别、结合多源数据进行综合监测、以及在火星、月球等其他行星地表形变监测中的应用前景。 通过本书的学习，读者将能够全面掌握SAR干涉技术的基本原理、数据处理流程以及在各个领域的广泛应用。本书既适合从事遥感、测绘、地质、土木工程、环境科学等领域的研究人员和工程师，也能够为相关专业的学生提供深入的学习资料，帮助他们更好地理解和利用这项强大的地球观测技术。

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这本书的行文风格透露出一种沉稳且不失活力的学术态度。它不像某些老旧的教材那样刻板僵硬，而是充满了对前沿技术的敏锐捕捉。在涉及“时间序列分析”和“InSAR形变监测网络”的章节中，作者展示了对近几年国际上最新算法和模型的熟悉程度，这让这本书立刻摆脱了“过时”的风险。我特别欣赏作者在关键概念引入时所采用的类比手法，比如将形变场比作“三维的动态拼图”，这种生动的描述极大地降低了高维度空间分析的理解难度。同时，书中对于数据处理流程中的“黑箱”环节进行了非常透明化的处理，清晰地标示出哪些是基于物理模型，哪些是统计学推断。这种坦诚相待的态度，让读者在学习过程中充满了安全感和被尊重的体验。它不仅仅是一本书，更像是一位经验丰富的导师，耐心地引导你走过复杂的科学迷宫。

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这本书的封面设计得很有质感，那种深蓝色调配上细密的网格纹理，立刻就给人一种专业、严谨的学术气息。我拿到手里的时候，光是掂量分量就感觉内容肯定很扎实。其实，我刚开始接触这个领域的时候，对“雷达干涉技术”这个词汇是很模糊的，总觉得和高深的物理实验挂钩。但这本书的引言部分处理得非常巧妙，它没有直接陷入复杂的公式推导，而是用一种非常宏观的视角，阐述了地表形变对我们日常生活，比如城市基础设施安全、滑坡预警等方面的重要性。这种“问题导向”的切入点，瞬间就抓住了读者的好奇心，让我明白了为什么要学习这些看似枯燥的技术。书中对遥感影像获取的基本原理讲解得深入浅出，即便是对SAR（合成孔径雷达）工作机制只有初步了解的读者，也能循着作者的思路，逐步理解数据是如何采集和预处理的。特别是对不同传感器特性的对比分析，非常详尽，让我对选择合适的数据源有了更清晰的判断标准。整体来看，这本书在建立基础认知和激发学习兴趣方面，无疑是下了大功夫的，阅读体验远超预期。

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与其他同类读物相比，这本书在对“区域尺度”应用案例的选取上显得尤为独到和务实。它没有堆砌全球性的宏大案例，而是更聚焦于复杂地形、城市群落等特定区域面临的实际挑战。例如，在分析断层蠕变和季节性地下水波动对地表形变的影响时，书中对模型拟合的优劣势进行了坦率的讨论，没有夸大技术的适用范围。这种“知其所能，知其所不能”的严谨态度，对于我们这些需要在实际工程中落地应用的人来说，是极其宝贵的经验之谈。书中在最后部分拓展的关于“形变监测与其他地球观测手段的融合”的探讨，也极具前瞻性，拓宽了读者的视野，让人意识到单一技术的局限性以及多源数据融合的巨大潜力。总而言之，这本书提供的不仅是技术操作手册，更是一种科学思维方式的培养，其价值是长期且深远的。

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我尝试在市面上寻找过几本相关的技术手册，很多都侧重于软件操作的“傻瓜式”教程，读完后虽然会操作软件，但对背后的物理意义理解得并不透彻，总感觉像在盲目点击按钮。然而，这本书的价值恰恰在于其深厚的理论底蕴与实际应用之间的完美平衡。它并没有满足于停留在“如何使用工具”的层面，而是花了大篇幅去探讨误差来源和精度评估的科学性。例如，在讨论“相干性”这个指标时，书中不仅解释了它是什么，更进一步分析了植被覆盖、土壤湿度变化如何影响相干性的时空分布，并给出了针对性的数据筛选策略。这种由表及里、层层剥笋的分析方式，极大地提升了阅读的深度。每当我遇到一个技术瓶颈，翻阅这本书时，总能找到作者在理论层面给出的深刻见解，让我明白“为什么”要这么做，而不是仅仅记住“怎么做”。对于致力于科研工作的人士来说，这本书无疑是一部不可多得的内功心法。

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这本书的组织结构可以说是教科书级别的典范，逻辑链条一环扣一环，让人感觉每翻一页都是在稳步攀登知识的高峰。最让我印象深刻的是它对“形变监测”这一核心概念的细致拆解。作者并没有把形变简单地理解为“地面塌陷”或“隆起”，而是将其分解成了垂直形变、水平形变，甚至细微到不同方向上的形变速率变化，并配有大量真实的案例图谱作为佐证。这些图谱的清晰度和标注的专业性，简直令人叹服，它们不仅仅是数据的堆砌，更是对复杂地质现象的直观解读。阅读到关于大气延迟校正那一部分时，我深感震撼，作者竟然能用如此简洁的笔墨，将本应是专业难题的细节讲得条理分明，让人茅塞顿开。它没有回避技术难点，而是坦诚地将这些“拦路虎”一一击破，这才是真正为学习者着想的体现。可以说，这本书为我构建了一个完整且高精度的地表形变研究框架，为我后续深入研究打下了坚不可摧的理论基础。

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