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新闻中心 媒体报道 地灾防治“太空千里眼”:“星”技术InSAR的三大“超能力”

地灾防治“太空千里眼”:“星”技术InSAR的三大“超能力”

发布时间:2025-09-10 09:30:05

阅读量:293次

【导语】在距地球700多公里的太空中,人造卫星不仅是通信“使者”,还化身“太空测量师”,以毫米级精度监测地球形变,这背后的“星”技术便是InSAR。它如“太空千里眼”,能全天候、大范围、低成本获取地质数据,虽存在重访周期长、数据处理复杂等局限,但已在地质灾害防治中大显身手,为守护地球安全贡献重要力量。

你知道吗?在距地球700多公里的浩瀚太空中,人造卫星不仅承担着通信的重要使命,让全球电视广播和移动通信成为可能,更扮演着“太空测量师”的角色。这些高科技“太空千里眼”能以毫米级的精度,持续监测地球表面的细微形变。这种技术叫InSAR,凭借着“距以千里、感知毫厘”的能力,是地质灾害防治领域里大显神通的“星”技术。

什么是 InSAR 技术

InSAR(Interferometic Synthetic Aperture Radar)的中文翻译是“采用干涉测量技术的合成孔径雷达”,是新近发展起来的空间对地观测技术。

听起来有点复杂,我们可以把它想象成一种非常厉害的“地球照相机”。这个“照相机”不用普通的镜头,而是用雷达波来给地球表面“拍照”。最神奇的是,不管是乌云密布的白天,还是漆黑一片的夜晚,它都能清晰地“看”到地球表面的变化。

InSAR技术的工作原理其实跟我们用两只眼睛看东西很像,我们可以感受到物体的远近高低。而InSAR技术则通过两次或多次向同一地区发射雷达波——这些雷达波就像超级精确的尺子,测量卫星和地表的距离,把两次测量的结果一比较,地面哪怕只有几毫米的变动,也能被算出来。

InSAR 技术的三大“超能力”

全天候“上班”:普通的光学遥感技术怕云、怕雾、怕没光,测量非常被动,得“靠天赏脸”,InSAR却不受这些影响。不管天气多差,它都能24小时不间断地监测地面,是一个非常合格的“电子牛马”。

大范围监测:传统监测设备大多是一个点一个点地监测,既耗时间又耗人工,而InSAR技术优势在于——站得高看得远,一次性能够进行大面积面域监测,通常的覆盖面积高达到200公里×200公里(约4万平方公里,相当于1.5个北京市的面积)。

省钱又省力:以前采集地质数据,常常需要人工实地测量,InSAR技术可以通过卫星遥感非接触式获取数据,并一次性能获取海量的数据,大大降低了成本。

InSAR 技术的局限性

不过,就像再厉害的工具也有它的小脾气一样,InSAR技术也有自己的局限性。

重访周期较长:InSAR技术通过比较两次测量值的差值才能计算出地表形变量,它得靠卫星在特定高度和时间(jiān)间(jiān)隔(gé)“回(huí)访(fǎng)”同(tóng)一(yī)区(qū)域才(cái)能(néng)工(gōng)作(zuò),如(rú)欧(ōu)洲(zhōu)航(háng)天(tiān)局(jú)的(de)哨(shào)兵(bīng)1号(hào)(Sentinel-1)卫(wèi)星(xīng)重(zhòng)访(fǎng)周(zhōu)期(qī)为(wèi)12天(tiān)。所(suǒ)以(yǐ)不(bù)是(shì)地(de)球(qiú)上(shàng)每(měi)一(yī)个(gè)角(jiǎo)落(luò),都(dōu)能(néng)即(jí)时(shí)拿(ná)到(dào)超(chāo)精(jīng)细(xì)的(de)变(biàn)形(xíng)数(shù)据(jù)。

数(shù)据(jù)处(chù)理(lǐ)复(fù)杂:它拍回来的遥感数据特别多,处理这些数据就像整理一大堆复杂的拼图,不仅要花很多时间和电脑算力,还得靠有经验的技术人员来操作才行。

几何观测受限:InSAR技术测量的位移方向仅能监测雷达视线方向的形变,通常为斜距方向(即雷达与目标点的连线方向),并不能实际反映地表的实际变形方向,需结合多角度数据及滑坡地形数据反演三维位移。

InSAR技术的成果运用

滑坡是常见的地质灾害,它的发生和很多因素有关,比如突如其来的暴雨、破坏性极强的地震、长期的河流冲刷,以及岩土本身的不稳定特性,还有人类工程活动的影响等。

以重庆市奉节县新浦滑坡、藕塘滑坡为例,科学家借助InSAR技术,提前发现这些地方局部区域仍持续发生变形和破坏,于是迅速介入调查。进一步研究表明,相关地区滑坡失稳的主导因素包括:极端降雨事件、不良地质结构(软弱夹层与地下水作用)及库水位变化等多重作用。该调查结果为该区域下一步防灾减灾提供了根本性依据,将滑坡灾害提前扼杀在摇篮里,保障了人民的生命财产安全。

用“太空之眼”守护地球

尽管InSAR技术并非完美无缺,但它就像一双高悬天际的“守护眼”,凭借大范围地表形变监测,不仅为地壳运动研究提供了新方法,更在地质灾害早期识别与预警中发挥着重要的作用,这颗“星星”带来的技术力量,正让我们对地球的“一举一动”更加了然于胸。未来,随着技术的不断进步,InSAR必将在守护大地安全的道路上,绽放出更耀眼的光芒,持续为我们抵御地质灾害风险添砖加瓦。

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