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Sentinel-1A京津冀平原区2016—2018年地面沉降InSAR监测 被引量：16
1
作者 史珉 宫辉力 +2 位作者 陈蓓蓓 高明亮 张舜康 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2021年第4期55-63,共9页
京津冀地区是我国地面沉降发展最迅速,影响面积最大的地区。地面沉降已成为京津冀协同发展中不容忽视的地质问题。文章利用多时相合成孔径雷达干涉测量(multi-temporal interferometric synthetic aperture Radar,MT-InSAR)技术对2016年... 京津冀地区是我国地面沉降发展最迅速,影响面积最大的地区。地面沉降已成为京津冀协同发展中不容忽视的地质问题。文章利用多时相合成孔径雷达干涉测量(multi-temporal interferometric synthetic aperture Radar,MT-InSAR)技术对2016年1月—2018年10月覆盖京津冀地区的多轨Sentinel-1A数据进行处理,经水准数据验证和相邻轨道数据结果交叉验证后,对多轨SAR数据结果进行融合获取了京津冀平原2016—2018年间的地面沉降结果。InSAR监测结果表明,监测时段内京津冀平原最大沉降速率达164 mm/a,研究区内地面沉降分布广泛,且空间分布不均。对京津冀地区地面沉降时空变化特征进行分析发现,2016—2018年间唐山—秦皇岛地区地面沉降呈不断加剧趋势;其余地区地面沉降发展较为稳定。研究表明了InSAR技术在大区域地面沉降监测中的可靠性,研究结果为区域沉降防治提供重要依据,为京津冀特大城市群建设提供科学保障。 展开更多
关键词 地面沉降 京津冀平原区 INSAR Sentinel-1A
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联合WT-RF的津保高铁沿线地面沉降预测 被引量：6
2
作者 周超凡 宫辉力 +3 位作者 陈蓓蓓 雷坤超 施轹原 赵宇 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2021年第4期34-42,共9页
地面沉降是一种由多种因素引发的区域地面高程下降的环境地质现象,一定程度上会降低高速铁路的平顺性,影响高速铁路安全运营。针对传统随机森林模型对时序数据预测时未考虑数据内部复杂规律问题,该文构建基于小波变换的随机森林模型(wav... 地面沉降是一种由多种因素引发的区域地面高程下降的环境地质现象,一定程度上会降低高速铁路的平顺性,影响高速铁路安全运营。针对传统随机森林模型对时序数据预测时未考虑数据内部复杂规律问题,该文构建基于小波变换的随机森林模型(wavelet transform-random forest,WT-RF),预测高铁沿线地面沉降信息,评价地面沉降对高铁坡度变化的影响。研究结果表明,2016—2018年,累积地面沉降影响津保高铁坡度变化范围为0~0.16‰;基于WT-RF模型对地面沉降预测具有较高精度;2018—2020年,地面沉降仍呈现加重趋势。津保高速铁路沿线坡度变化范围虽然在0~0.2‰之间,但较目前呈现增大趋势。研究发现地面沉降对津保高铁坡度变化具有影响作用,需控制地面沉降,保证高速铁路的安全运营。 展开更多
关键词 地面沉降 津保高速铁路 小波变换 随机森林
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北京东部平原区地面沉降时空演化特征及预测 被引量：10
3
作者 于文 宫辉力 +1 位作者 陈蓓蓓 周超凡 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2022年第4期183-193,共11页
地面沉降是地表高程下降的一种自然地质现象,若发生在人口密集、社会发展程度较高的城市,将对城市基础设施具有严重的破坏性,威胁着城市安全。地面沉降演化特征分析可以反映其对地面基础设施的影响程度,建立一个高效的地面沉降预测模型... 地面沉降是地表高程下降的一种自然地质现象,若发生在人口密集、社会发展程度较高的城市,将对城市基础设施具有严重的破坏性,威胁着城市安全。地面沉降演化特征分析可以反映其对地面基础设施的影响程度,建立一个高效的地面沉降预测模型对于地面沉降的防治和保障城市安全有着重要意义。首先,利用永久散射体合成孔径雷达干涉测量方法(persistent scatterer interferometric synthetic aperture Radar,PS-InSAR)获取到地面沉降时空信息,且与水准验证得到较高的精度。其次,利用经验正交函数对地面沉降场整体时空特性进行分析,发现研究区域空间模态1方差贡献率很大,几乎代表研究区域空间的整体演化情况,对应时间系数线性趋势显著;模态2有一定的方差贡献率,但占比很小,对应的时间系数季节性显著。最后,分别利用长短期记忆(long short term memory,LSTM)与嵌入注意机制的长短期记忆(Attention-LSTM)模型对区域地面沉降进行时序预测,发现Attention-LSTM模型优于LSTM模型,其均方误差损失函数(mean square error loss,MSE-loss)可低至0.01。该预测方法扩大了深度学习在地面沉降研究方面的应用。 展开更多
关键词 地面沉降 经验正交函数 演化特征 Attention-LSTM 时序预测
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天津市南部平原地面沉降区新兴风险评估 被引量：1
4
作者 于海若 宫辉力 +1 位作者 陈蓓蓓 周超凡 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2023年第2期182-192,共11页
新兴技术的发展在优化城市建设和改善人类生活的同时,也存在着一定的风险,进而引发城市安全问题。天津市是中国的沿海城市,其沿海海平面的不断上升,南水进津改变水循环,地下空间的开发利用,这些因素与地面沉降进行叠加耦合都将成为天津... 新兴技术的发展在优化城市建设和改善人类生活的同时,也存在着一定的风险,进而引发城市安全问题。天津市是中国的沿海城市,其沿海海平面的不断上升,南水进津改变水循环,地下空间的开发利用,这些因素与地面沉降进行叠加耦合都将成为天津市新兴风险评价的重要因素。文章首先对天津市南部平原沉降信息进行获取,叠加海平面上升速率预测天津市自然海岸线后退情况。基于此,利用机器学习方法(XGBoost)预测天津市相对海平面上升带来的高风险因素。此外,针对南水北调-地下空间开发的应用带来的新兴风险进行分析,揭示南水进津和地铁建设运行对天津市城市安全的响应规律。这些地面沉降与现代人类活动结合带来的新兴风险分析研究将为区域防灾减灾提供科学依据,提高城市抵御灾害的能力。 展开更多
关键词 地面沉降 新兴风险 相对海平面上升 XGBoost
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北京平原区现阶段主要沉降层位与土层变形特征 被引量：12
5
作者 雷坤超 马凤山 +4 位作者 罗勇 陈蓓蓓 崔文君 田芳 沙特 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期442-458,共17页
超量开采地下水引发的地面沉降已成为北京平原区最主要的地质灾害之一。精准识别现阶段地面沉降主要贡献层位,查明不同水位变化模式下土层变形特征,对实现地面沉降精准防控,建立合适的地下水-地面沉降模型具有重要意义。本文根据北京市... 超量开采地下水引发的地面沉降已成为北京平原区最主要的地质灾害之一。精准识别现阶段地面沉降主要贡献层位,查明不同水位变化模式下土层变形特征,对实现地面沉降精准防控,建立合适的地下水-地面沉降模型具有重要意义。本文根据北京市7个地面沉降监测站内分层标和水位近十几年观测资料,对不同深度土层沉降变化特征和主要沉降层位进行了精准识别,系统分析了不同压缩层组与含水砂层在不同水位变化模式下的变形特征,探讨了黏性土层产生较大残余变形和滞后变形的原因。结果表明:(1)北京平原区现阶段主要沉降层位集中在第二压缩层组(中深部地层)和第三压缩层组(深部地层),平均沉降占比为31.01%和60.73%,且有增大的趋势。(2)不同深度土层变形量及其在总沉降量中的占比,不仅与相邻含水层水位下降幅度密切相关,而且与该土层的岩性和厚度有关。当可压缩土层厚度大,即使水位下降幅度较小,也可能会产生较大的变形量。(3)不同水位变化模式下,不同压缩层组和含水砂层的变形特征可概括为5类。含水砂层主要表现为弹性变形。不同深度的黏性土层表现出弹性、塑性和蠕变的变形特征,具有显著的黏弹塑性。(4)平原区地下水位总体以2017年为节点由降转升,土层变形特征前后差异性较大。第一压缩层组由弹塑性变形转变为弹性变形。第二和第三压缩层组以黏性土为主时,土层始终表现为塑性变形和蠕变变形。若以砂层为主时,2017年前为塑性变形和蠕变变形,2017年后则存在塑性变形、蠕变变形和弹性变形,黏弹塑性明显。(5)黏性土层存在较大残余变形和变形滞后主要由两种因素引起:其一,非弹性储水率大于弹性储水率。其二,黏性土层中超孔隙水压力消散较慢,存在释水滞后,进而导致土层变形滞后。 展开更多
关键词 地面沉降 主要沉降层 变形特征 残余变形 滞后变形
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城市建筑垃圾填埋区地下水水质对比和溯源 被引量：6
6
作者 魏晓倩 姜建芳 +6 位作者 冯肖嘉文 许明明 李蒴 刘冰 白凯文 侯丽丽 赵文吉 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3843-3857,共15页
从我国两个典型中小型城市各选取一处建筑垃圾填埋场,采用熵权指数法(EWQI)对两场地周边地区地下水水质进行综合评价分析,基于聚类分析等手段进行初步污染源识别,并在此基础上采用正定矩阵分解(PMF)模型进行源解析计算,定量解析和对比... 从我国两个典型中小型城市各选取一处建筑垃圾填埋场,采用熵权指数法(EWQI)对两场地周边地区地下水水质进行综合评价分析,基于聚类分析等手段进行初步污染源识别,并在此基础上采用正定矩阵分解(PMF)模型进行源解析计算,定量解析和对比两处建筑垃圾填埋场地对周边区域地下水水质变化的贡献.结果表明,建筑垃圾的填埋处理可能会引起周边地下水水质恶化,其影响程度与场地性质、填埋历史、介质防污性能等因素有关.两处研究场地中,场地1周边地下水水质恶化情况更严重,有7种检测组分的浓度超过了地下水质量标准(GB/T 1448-2017)中的III类标准限值,而场地2有1种组分超标.对地下水化学组分进行源解析的结果表明,两处场地均识别出岩土矿物溶解、溶质运移、农业、建筑垃圾和工业活动这5种自然和人为来源,场地1周边区域各来源贡献占比分别为18.2%、18.0%、25.9%、19.5%、9.8%,场地2占比分别为19.8%、23.5%、18.9%、12.6%和15.1%.人类活动和建筑垃圾填埋污染对场地1周边地下水的影响大于对场地2的影响. 展开更多
关键词 源解析 相关性分析 EWQI PMF 层次聚类
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近20年来长江经济带生态环境变化 被引量：15
7
作者 周权平 张澎彬 +3 位作者 薛腾飞 姜月华 郭琳 杨冉冉 《中国地质》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1127-1141,共15页
长江经济带发展战略实施以来,长江上、中、下游地区经济快速发展,与此同时,生态系统不可避免受到扰动,长江经济带生态环境状况面临压力,亟需开展长江经济带生态环境质量评价。本文选取2001年和2020年MODIS和Landsat遥感影像计算湿度、... 长江经济带发展战略实施以来,长江上、中、下游地区经济快速发展,与此同时,生态系统不可避免受到扰动,长江经济带生态环境状况面临压力,亟需开展长江经济带生态环境质量评价。本文选取2001年和2020年MODIS和Landsat遥感影像计算湿度、绿度、干度、热度4个评价指标,通过主成分分析方法计算遥感生态指数RSEI,对长江经济带11省(市)生态环境现状及变化进行定量分析评价。结果表明长江经济带整体生态环境等级为较优,2001—2020年保持总体向好态势。空间分布上,生态环境优等区域主要分布于武夷山、罗霄山、雪峰山、武陵山、巫山、大巴山、大别山、西双版纳等山地丘陵一带,生态环境较差及差等区域主要分布于大中小城镇等人类聚集地、川西横断山区。时空变化上,生态环境等级下降区域主要集中在长三角太湖周边、江汉平原、洞庭湖周边、安徽西北部、湖南南部及四川盆地等人类聚集地周边,生态环境等级上升区域主要集中在四川盆地大部、重庆山区及三峡库区、贵州大部、云南东南部、安徽中部及北部、江苏北部等地区。 展开更多
关键词 长江经济带 遥感生态指数 生态环境变化 遥感大数据 谷歌地球引擎 地质调查工程
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新水情下利用InSAR-GRACE卫星的新兴风险预警与城市地下空间安全展望 被引量：5
8
作者 于海若 宫辉力 +1 位作者 陈蓓蓓 周超凡 《国土资源遥感》 CSCD 北大核心 2020年第4期16-22,共7页
城市地下空间的开发利用引发的区域地面沉降是威胁京津冀城市群安全的重大灾害隐患。文章简要回顾了合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture Radar,InSAR)技术的发展历史,系统总结了重力恢复和气候实验(gravity recov... 城市地下空间的开发利用引发的区域地面沉降是威胁京津冀城市群安全的重大灾害隐患。文章简要回顾了合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture Radar,InSAR)技术的发展历史,系统总结了重力恢复和气候实验(gravity recovery and climate experiment,GRACE)卫星在地下水储量应用方面取得的进展,阐述了制约沉降的多种因素最终归为地下空间多元场的思想。综合分析后认为,在南水北调-地下水开采相互作用的新水情背景下,InSAR和GRACE技术结合是研究地下空间演化对地面沉降影响的全新手段;结合InSAR-GRACE技术,重新发现区域水循环规律,量化多元场对沉降演化的贡献,提出地下空间演化的地表响应研究框架,揭示地面沉降响应模式的形成机理,从而建立面向地下空间安全的新兴风险防控预警机制,实现对区域的科学调控。 展开更多
关键词 InSAR-GRACE 地下空间演化 地面沉降响应 多元场相互作用 调控机理
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基于时序InSAR和GPS技术的北京平原区地表三维形变场特征 被引量：6
9
作者 雷坤超 马凤山 +4 位作者 陈蓓蓓 罗勇 崔文君 刘贺 田芳 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期417-431,共15页
文中采用InSAR与GPS技术相结合,获取了北京平原区时序地表三维形变场信息,分析了其分布特征与演化规律。研究表明:(1)北京平原区在抽水引发的第四系附加应力场作用下,地表呈现出显著的三维变形特征,以垂向变形为主,并辅以水平向位移。(2... 文中采用InSAR与GPS技术相结合,获取了北京平原区时序地表三维形变场信息,分析了其分布特征与演化规律。研究表明:(1)北京平原区在抽水引发的第四系附加应力场作用下,地表呈现出显著的三维变形特征,以垂向变形为主,并辅以水平向位移。(2)平原区地面沉降主要集中在东部、北部和南部等地,存在多个沉降中心,总体呈减缓的趋势。其中:东部的朝阳区和通州部分地区是地面沉降发育最为严重的地区,多年沉降速率均超过100 mm·a^(-1),最大沉降速率143.20 mm·a^(-1),最大累计沉降量816.77 mm,且连片发展,不均匀沉降现象明显。(3)在ITRF2005参考框架下,平原区GPS点水平走向基本一致,以SE方向运动为主,优势运动方向NE112.5°~NE113.8°。其中:E向运动速率27.12~36.19 mm·a^(-1),平均值30.78 mm·a^(-1);N向运动速率-10.90~-19.73 mm·a^(-1),平均值-13.57 mm·a^(-1)。反映出整个平原区具有统一的大陆动力学环境下连续变形特征。(4)在欧亚参考框架下,GPS点水平运动速率明显减小,各点之间非一致性变化较为明显,不具备整体趋势性活动特征。特别是几大活动断裂交接部位的地面沉降严重区,往往也是GPS点水平运动速率较大的地区。GPS点水平运动方向总体指向地面沉降或地下水位降落漏斗中心,或由高水位指向低水位地区。这主要是抽取地下水导致第四系含水层系统在水平向产生的变形分量引起的。 展开更多
关键词 INSAR GPS 地面沉降 水平形变 三维形变场
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