基于Sentinel-1A 的北黑高速路段多年岛状冻土形变研究
在全球变暖背景下，掌握北黑高速公路沿线岛状冻土空间分布范围，进一步获取冻土形变信息并探索岛状冻土季节性变化规律，对基础设施的防护、地质灾害的预防、生态系统的稳定发展以及探寻区域水热条件变化规律具有重要意义。本文主要采用Sentinel-1A卫星对北黑高速沿线岛状冻土进行研究，由D-InSAR二轨法技术作为支撑计算出岛状冻土区地表形变量，分析冻土分布范围内的自然要素与冻土形变之间的互相响应关系，验证Sentinel-1A在高纬度寒区冻土研究中的适用性。主要研究如下： （1）冻土退化后滑坡频繁造成路基整体沉降，而合成孔径雷达差分干涉技术是一种估测冻土区地形稳定性的可行方法，利用12天短周期的Sentinel-1A卫星影像对地表季节垂直形变进行研究，利用D-InSAR技术在快速提取冻土区形变区域的结果与实测结果对比，证明Sentinel-1A在冻土研究中的应用前景。 (2)将6月～9月北黑高速路段区域获取的8景SAR影像作为实验数据，通过干涉最终获取的冻土区季节性形变图，结果表明：冻土季节性变化由夏季融化沉降转为秋季冻胀上升，其中大范围内沉降发生在6月，最大沉降为58.87mm，9月冻胀由东南向西北方向上升，最大冻胀量为19.6mm；同时，研究区平坦区域占总面积的48.46%，集中在北部地区；沉降地表主要发生在西北-东南方向区域，占总面积的41.32%；上升地表占总面积的10.22%，位于中部河道上游区域。 （3）结合冻土形变量变化，对研究区内的自然要素土壤含水量、气温、以及植被变化趋势进行分析。探讨影响冻土区地表形变退化与气象、土壤含水量以及植被变化之间的关系，为生态退化背景下高寒地区冻土生态治理与保护提供科学依据。结果表明，该地区冻土层厚度约为1.8m，在2010年夏季地层深度为2m温度T-2m>0℃，推测出冻土层变薄伴随着植被退化；而在2011年T-2m<0，活动层已恢复厚度，植被恢复生长；由于冻土退化的往复性，致使植被退化之后地温表现出曲率变化较大。冻土形变量与土壤含水量呈现正相关性，形变量与气温呈现正相关性。沉降量随着温度增加而上升，7月平均温度23.88℃是整个季节温度最高，平均沉降量为33mm；6月初的平均温度比6月下旬高0.85℃，但后者地表沉降量高出3mm，说明气温与冻土季节性变化存在有一定的滞后性。
北黑高速公路;冻土形变;路基沉降;植被恢复;土壤含水量;生态治理
东北林业大学
硕士
森林工程
邢艳秋
2017
中文
U412.366;U418.5
59
2018-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）