2022年夏季学生聚焦

原文链接：https://www.nv5geospatialsoftware.com/Learn/Blogs/Blog-Details/student-spotlight-summer-2022

10165 给本文评分：

5.0

2022年夏季学生聚焦

作者：Erin Eckles 发布日期：2022年8月3日，星期三

本期 NV5 Geospatial 夏季学生聚焦人物是 Nanar Jacobs，她是一名兼职博士生，就职于加拿大西北地区（NWT）伊努维克的西部北极地理信息中心，该中心隶属于加拿大西北地区政府（GNWT）的西北地区地理信息中心。Jacobs 在威尔弗里德·劳里埃大学攻读博士学位，研究利用高分辨率合成孔径雷达（SAR）和光学遥感数据探测、监测和分析 Dehcho 地区及西北地区永冻土融化的影响。

"我希望我的博士研究有助于加深对永冻土融化及其对生态、环境和社区影响的认识，"Jacobs 说。永冻土融化是气候变化影响中较为严重但关注度较低的方面之一。永冻土退化正在西北地区引发地质挑战，如滑坡和永冻土融化滑塌，这对该地区的经济和社会造成了影响。

"我希望能通过搭建遥感技术前沿进展与其在西北地区实际应用之间的桥梁，来推动地理信息学教育，目标是开发能够吸引西北地区社区领袖、长者及所有感兴趣的土著社区成员参与的遥感与推广项目，"Jacobs 说道。

她的研究：使用 ENVI SARscape® 监测海河机场

Jacobs 的研究重点是监测海河梅林·卡特机场因气候变化导致的永冻土退化问题。海河机场是马更些河和北极海岸沿线社区的重要交通枢纽，每年约有6000架次航班起降。该机场建在一条古老的河道（Snye）上，而建筑场地的选址是其历史上地面不稳定的主要原因之一。导致稳定性问题的其他因素还包括下伏永冻土的退化、气候变化以及永冻土活动层内的冻融频率。

监测和识别道面破坏的位置，特别是跑道上的破坏，对于飞行器运行安全和机场整体安全至关重要。Jacobs 的研究假设是，通过理解和评估永冻土退化机制及其对地表的影响，可以预测建在永冻土上的基础设施的失效。此外，Jacobs 认为，了解地面运动的长期行为将有助于缓解由永冻土退化引起的问题。

图1：展示了机场在加拿大西北地区的位置，并勾勒出机场的研究区域。(a) 海河机场在加拿大地图上的位置；(b) 海河梅林·卡特机场的 Radarsat-2 影像。红色箭头指向古老的河道（Snye）。

获取地面形变测量的方法之一包括用于风险评估、形变估算以及量化结构不稳定性和地面运动的遥感方法。目前，遥感干涉测量数据处理技术被用于利用微波传感器检查地表运动的时空演变。

在本研究中，使用了 Radarsat-2 和 Sentinel-1 数据集来调查海河机场的地面位移模式，并分析所检测到的位移的时间演变。Radarsat-2 数据集使得评估海河机场位置每24天间隔的地表动态成为可能。来自 Sentinel-1A 和 Sentinel-1B 卫星的数据集使得评估该位置每12天间隔的地表动态成为可能。

数据处理和分析是使用 ENVI SARscape 完成的。"我在工作和研究中使用 ENVI SARscape，"Jacobs 说。"我发现 ENVI SARscape 是一个极具价值且功能强大的 SAR 数据处理和分析工具。由于该软件是行业标准，它能让你紧跟发展动态，同时帮助你学习并提升以实现研究目标。"

数据集信息：

Radarsat-2 数据集是由 NWT 地理信息中心（GNWT）https://www.geomatics.gov.nt.ca 提供的单视复数（SLC）产品，HH 极化。数据时段包括：2014年3月16日至2020年7月7日，波束 U10，降轨；以及2017年4月5日至2020年6月24日，波束 U1W2，升轨。RADARSAT-2 数据和产品 © MDA Geospatial Services Inc. 2022 – 保留所有权利。RADARSAT 是加拿大航天局的官方商标。

Sentinel-1 数据集是干涉宽幅（IW）模式下的单视复数（SLC）产品，VV 极化，数据时段为2017年2月6日至2021年3月11日，Path 42，降轨。数据从阿拉斯加卫星设施 https://asf.alaska.edu/ 下载。

图2：显示了 SBAS 处理步骤 [改编自 NV5 ENVI SARscape, Interferometric Stacking - SBAS – Overview - © sarmap SA 2021, SARscape]。在本研究中，应用了短基线集（SBAS）干涉 SAR 方法来获取海河机场的地表形变。SBAS 方法允许利用分布式目标，这增加了可监测的地面点数量。因此，为了减少影响分布式目标的时空失相干现象，SBAS 技术使用由具有较小时空阈值的数据对生成的差分干涉图的适当组合。

图3：显示了 Sentinel-1（Track 42，降轨）总共318个干涉图的基线图示例。Sentinel-1（轨道号42，降轨）干涉对的时间-位置图。部分数据处理结果见图4、5和6。

图4：由 Sentinel-1（轨道号42）数据导出的视线方向速度，并叠加在 Google Earth 上。每个像素在地面覆盖约15米×15米的区域。

图4显示了由 Sentinel-1（Track 42）数据集导出的海河机场地表在视线方向上的形变速度图。每个像素在地面覆盖约15米×15米的区域。最明显且被成功观测到的区域位于滑行道周围，据报道该区域由于下伏永冻土融化导致沉降，全年都有积水。虽然安装了辅助排水系统，但该系统已失效多年。经过滑行道交叉口后，道面变为砾石，曾进行过砾石覆盖层平整工作，因此观察到该区域相干性较低。