摘要

針對傳統(tǒng)的高鐵基礎(chǔ)變形監(jiān)測方法費(fèi)時費(fèi)力、且效率低下問題，探討了采用InSAR技術(shù)進(jìn)行高鐵基礎(chǔ)變形監(jiān)測，以鹽通高鐵為例，基于ComSAR方法實現(xiàn)了高鐵沿線相干目標(biāo)點(diǎn)面狀覆蓋，通過分析高鐵沿線基礎(chǔ)變形特征，發(fā)現(xiàn)鹽通高鐵沿線5處明顯變化區(qū)域，均為路基地段。將ComSAR方法的結(jié)果與傳統(tǒng)高鐵基礎(chǔ)變形CPIII測量方法的結(jié)果進(jìn)行對比驗證，對高鐵沿線4 842組ComSAR結(jié)果與CPIII結(jié)果的差值進(jìn)行統(tǒng)計，符合正態(tài)分布，兩者結(jié)果的平均誤差為3.8 mm、中誤差為5.0 mm。研究結(jié)果表明：基于ComSAR方法的高鐵基礎(chǔ)變形監(jiān)測結(jié)果與傳統(tǒng)的CPIII測量結(jié)果較為吻合，該方法具有效率高、成本低等優(yōu)勢，其監(jiān)測結(jié)果的時間序列更有利于以較高的時間分辨率發(fā)現(xiàn)高鐵沿線形變的演化過程。

引用

[1] 杜釗鋒,郝宗澤,王建方,等. 基于ComSAR的鹽通高鐵基礎(chǔ)變形監(jiān)測研究[J]. 測繪科學(xué), 2025, 50 (11): 48-55.

DOI:10.16251/j.cnki.1009-2307.2025.11.006.

引言

針對高鐵線狀工程的變形監(jiān)測來說，高鐵線路的基礎(chǔ)變形包括橋梁段和路基段，兩者由于結(jié)構(gòu)差異其變形特征也不同 [2-3] ,準(zhǔn)確監(jiān)測和評估基礎(chǔ)變形對于高鐵線路的安全和穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。傳統(tǒng)的高鐵基礎(chǔ)變形監(jiān)測采用逐級布網(wǎng)的方式 [4-5] ,平面控制網(wǎng)由CPI、CPII、CPIII構(gòu)成，高程控制網(wǎng)由線下水準(zhǔn)、上下高程傳遞、線上水準(zhǔn)構(gòu)成，此種測量布網(wǎng)方式耗時長、耗費(fèi)了極大的人力成本，且效率低下。

InSAR技術(shù)作為新型空間大地測量技術(shù)手段，具有快速獲取大范圍地表形變的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。研究均表明，采用時序InSAR技術(shù)可及時、高效地監(jiān)測高速鐵路沿線區(qū)域的沉降情況。有文獻(xiàn)采用PS-InSAR方法監(jiān)測高鐵沿線地表沉降，其監(jiān)測點(diǎn)位稀疏，實際分布在高鐵線路上的相干目標(biāo)點(diǎn)位較少，難以得到精準(zhǔn)的監(jiān)測結(jié)果。有文獻(xiàn)將分布式目標(biāo)融入傳統(tǒng)時序InSAR分析中極大擴(kuò)展了InSAR技術(shù)的應(yīng)用范圍。但針對高鐵線路分布式目標(biāo)時序InSAR形變監(jiān)測的研究相對較少，導(dǎo)致高鐵線路上識別出的相干目標(biāo)點(diǎn)較少，且未與傳統(tǒng)高鐵基礎(chǔ)變形監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行對比驗證。

本文以鹽通高鐵為例，探討采用ComSAR方法開展高鐵線路上基礎(chǔ)變形監(jiān)測，進(jìn)一步分析鹽通高鐵線路基礎(chǔ)變形特征，并與傳統(tǒng)的高鐵基礎(chǔ)變形監(jiān)測結(jié)果(CPIII網(wǎng))進(jìn)行對比驗證，研究方法和思路對運(yùn)營期高鐵基礎(chǔ)變形監(jiān)測具有實際的指導(dǎo)意義。

主要圖表

圖1 基于ComSAR算法的PSDS時序InSAR數(shù)據(jù)處理流程

圖2 形變量分解的轉(zhuǎn)換關(guān)系圖

圖3 分區(qū)數(shù)據(jù)處理范圍和形變參考點(diǎn)

圖4 PS方法和ComSAR方法識別的相干目標(biāo)點(diǎn)展示效果

圖5 ComSAR累計變化量結(jié)果與CPIII結(jié)果分析

圖6 典型區(qū)域ComSAR結(jié)果時間序列

圖7 典型區(qū)域ComSAR累計變化結(jié)果與CPIII

結(jié)束語

本文探討了基于ComSAR算法的InSAR高鐵基礎(chǔ)變形監(jiān)測方法，分析了SAR干涉測量形變量分解的轉(zhuǎn)換思路。以鹽通高鐵為例，利用ComSAR算法進(jìn)行了分區(qū)數(shù)據(jù)處理，分析高鐵沿線基礎(chǔ)變形特征，發(fā)現(xiàn)鹽通高鐵沿線5處明顯變化區(qū)域，均為路基地段。研究結(jié)果表明：基于ComSAR算法的InSAR技術(shù)能夠在高鐵沿線識別出更多的相干目標(biāo)點(diǎn)，在相同的參考基準(zhǔn)條件下，對ComSAR結(jié)果和傳統(tǒng)的高鐵變形監(jiān)測CPIII結(jié)果進(jìn)行對比驗證，兩者結(jié)果較為吻合，兩者差值的平均誤差3.8 mm、中誤差5.0 mm。高鐵沿線基礎(chǔ)變形ComSAR監(jiān)測技術(shù)方法具有高效率和低成本的優(yōu)勢，其較高的時間分辨率能夠發(fā)現(xiàn)高鐵沿線形變的演化過程，對保障運(yùn)營期高鐵安全運(yùn)營具有實際意義。

來源：測繪學(xué)術(shù)資訊