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Arid
DOI10.27204/d.cnki.glzhu.2021.000451
基于真实二维InSAR技术的北麓河多年冻土区地表形变时空特征分析与活动层厚度反演
黄兆欢
出版年2021
学位类型硕士
学位授予单位兰州大学
中文摘要随着全球逐渐变暖,青藏高原面临的地下冰融化、冻结层减薄及活动层厚度增加等冻土退化问题日益严峻,活动层融冻过程的动态变化也使得多年冻土区地表受力不均,由此引发的建筑工程灾害和自然灾害问题不断加剧,深刻影响着寒区生态环境、经济建设、工程建设等。因此对该区开展长期的地表形变监测对于揭示青藏高原多年冻土变化规律,反映全球气候变化都具有重要的科学意义。对青藏地区安全平稳的可持续发展也具有非常重要的社会意义。合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthertic Aperture Radar,InSAR)技术因其测量精度高、全天候、全天时及高覆盖等特点,被逐渐应用于监测多年冻土形变。而利用单轨道InSAR技术仅能获取雷达视线向(Line Of Sight,LOS)的形变特征,无法更全面地掌握多年冻土真实形变规律。因此本文以北麓河多年冻土区为研究区,基于升降轨InSAR形变结果,结合雷达几何参数信息,获取了该区2015至2020年地表真实二维时间序列形变结果,在此基础上对多年冻土的真实二维形变时空分布特征进行分析,并研究不同环境因子与多年冻土真实二维形变的关系,最后基于垂向时序形变,反演研究区的活动层厚度。主要研究成果及结论如下:(1)研究区地表变形时空分布特征在东西向和垂向表现不同,主要以垂向下沉形变为主,东西向变形能力表现较弱。垂向形变总体上呈现出较为明显的沟谷两侧坡体侵蚀下沉,沟谷内堆积抬升的空间分布特征;时间序列形变在线性抬升或下沉趋势的基础上表现出明显的周期性变化特征,2015年至2020年下沉和抬升区域的平均累积形变量分别为57mm和24mm。东西向形变呈现顺坡向分布的空间特征;时间序列累积形变主要表现为线性增加趋势,但具有一定的波动性,2015年至2020年东西向形变区域的平均累积形变量都小于25mm。(2)北麓河多年冻土区地表垂向年均形变及季节形变量的空间分布与地表覆盖类型、地形有关,东西向年均形变空间分布主要受地形影响。在地势平坦的区域,垂向、东西向年均形变速率和垂向季节性形变都较大,而且随海拔和坡度的增加不断减小;水热条件的差异导致不同坡向多年冻土形变差异明显,阴坡的东西向形变和垂向季节性形变皆大于阳坡。高山草甸区的垂向形变和季节性形变大于高山荒漠区,但东西向形变无明显差别。(3)多年冻土区地表形变对气候的响应关系显著。垂向周期性形变与气温曲线变化一致,但冻胀融沉极值点均迟于0℃气温对应时间,说明多年冻土区地表形变对气温的响应具有一定的滞后性。由于植被对地表内部环境具有调节机制,高山草甸区的周期性冻胀融沉对气温响应要迟于高山荒漠区。在强降雨或持续降雨之后,地表有明显的下沉现象,表明降雨可以加快多年冻土区的地表下沉。(4)青藏公路和铁路受多年冻土影响,真实二维地表形变冬冻夏融特征表现明显。研究区铁路公路附近垂向形变主要以下沉为主,东西向形变呈现由中间向两侧挤压变形,距离铁路越远,形变量越小。铁路两侧垂向时间序列形变主要表现为冬冻夏融的季节特征及长期的下沉趋势,可能受交通运行影响,下沉期可一直持续至12月份;东西向时间序列形变呈现出夏季融沉期远离铁路轨道,冬季冻胀期靠近铁路轨道运动的特征。(5)北麓河多年冻土区高山草甸活动层厚度在1.5m左右,高山荒漠在1.5m至3m之间,起伏变化较大。根据已有研究结果及野外考察,验证了2017、2018年平均活动层厚度的可靠性,但是高山草甸区和高山荒漠区具有明显的低估现象。
中文关键词InSAR ; 北麓河多年冻土区 ; Sentinel-1 ; 多年冻土监测 ; 地表真实二维形变
语种中文
国家中国
中图法分类号P237;P642.14
资源类型学位论文
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/373121
作者单位兰州大学
推荐引用方式
GB/T 7714		 黄兆欢. 基于真实二维InSAR技术的北麓河多年冻土区地表形变时空特征分析与活动层厚度反演[D]. 兰州大学,2021.
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