Page 50 - 2024年第55卷第10期

坝，为其风险评估提供了可靠的数据支持，进一步提升了
ＢＤＳ的国际影响力 ［４８］ 。
４．２ ＩｎＳＡＲ ＩｎＳＡＲ技术利用地球轨道卫星的雷达信号实
现大范围、高密度的地表形变测量 ［４９］ 。根据主影像数量，
大致分为永久散射体 ＩｎＳＡＲ干涉测量技术（ＰＳ － ＩｎＳＡＲ）与小
基线集 ＩｎＳＡＲ干涉测量技术（ＳＢＡＳ － ＩｎＳＡＲ） ［５０ － ５１］ 。
由于具备全天候、全天时、高精度、覆盖范围广、不
受云雾遮挡等优势，ＩｎＳＡＲ技术已广泛应用于地质灾害监
测。然而，在土石坝变形监测中的应用起步较晚，实践较
少。Ｚｈｏｕ等 ［２７ － ２８］ 率先在水布垭面板堆石坝开展了 ＩｎＳＡＲ
变形监测，其观测结果与现场水准测量结果具有高相关性
（相关性系数 ０．９３）。随后，ＩｎＳＡＲ技术凭借其空间连续的
图 ８ 某土石坝的基准点与监测点分布 ［４５］
面状观 测 能 力，成 功 应 用 于 小 浪 底 ［５２］ 、公 明 ［５３］ 等 土 石
坝，极大丰富了土石坝外观变形监测数据。
由于 ＳＡＲ卫星采用侧视成像，导致 ＳＡＲ影像在地形
起伏较大区域产生几何畸变现象，对 ＩｎＳＡＲ变形监测的
适用范围和精度产生较大影响。位于高山峡谷区的土石
坝，坝体两侧的边坡高耸陡峭，且上下游坝坡呈一定角
度倾斜，陡峭的地形可能导致 ＳＡＲ影像出现严重的阴影
和叠 掩 效 应 ［５４］ 。 如 图 ９所 示 的 两 河 口 心 墙 堆 石 坝 的
ＩｎＳＡＲ观测结果中，因高边坡遮挡，只能获取部分坝体的
变形数据 ［５５］ 。因此，采用 ＩｎＳＡＲ技术进行坝体变形监测
时应当顾及实际地貌特征，选择合适的 ＳＡＲ影像，或采
用多平台、多轨道、不同入射角的 ＳＡＲ影像。同时，土
石坝 填 筑 过 程 中，因 地 物 变 化 较 大 造 成 失 相 关， 导 致
ＩｎＳＡＲ技术无法观测大坝填筑期的外观变形。
此外，ＩｎＳＡＲ观测结果只能反映实际变形在雷达视线
方向（ Ｌｉｎｅ － ｏｆ － Ｓｉｇｈｔ，ＬＯＳ）上的一维投影，难以反映坝体 图 ９ ２０１７年 １月—２０２１年 １１月两河口心墙
堆石坝的 ＩｎＳＡＲ变形速率图 ［５５］
的真实三维变形。通过融合多轨道、多来源的 ＳＡＲ影像
数据可以将 ＩｎＳＡＲ一维变形测量拓展至三维。但多轨道
ＩｎＳＡＲ观测结果对南北向的变形仍不敏感，难以准确观测
位于南北流向河流的土石坝水平变形。因此，只能结合
其它监测技术或先验模型以重构坝体的三维变形，如郭
承乾等 ［５６］ 基于集合卡尔曼滤波算法将 ＩｎＳＡＲ观测结果与
地表变形监测结果进行融合，重构土石坝外观多维变形
（图 １０）。
４．３ 三维激光扫描 采用三维激光扫描技术进行变形监
测，需要先建立观测墩作为控制点，对变形监测区域进
图 １０ ２００７年 ２月—２００９年 １月水布
行扫描，采集点云数据，再对点云数据进行编辑、配准、
垭面板堆石坝外观变形场重构 ［５６］
拼接与建模操作，获得变形监测结果 ［２５］ 。三维激光扫描
技术在尖岗土石坝的测量误差小于 １ｍｍ。但该技术并未得到广泛推广应用，一是难以找到合适的观
测站点，无法实现点 云数 据在 坝 面 上 的 全 覆 盖；二 是 激 光 扫 描 仪 价 格 较 高，单 台 仪 器 价 格 约 数 十
万元。
４．４ 机载 ＬｉＤＡＲ 随着无人机（ＵｎｍａｎｎｅｄＡｅｒｉａｌＶｅｈｉｃｌｅ，ＵＡＶ）技术的兴起，其突出的灵活性优势为

— １ １ ０ —
８