InSAR（Interferometric Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达干涉测量）是一种基于主动式微波遥感的空间对地观测技术，凭借其可以穿过大气层，全天时、全天候获取监测目标等特性，克服了传统大地测量技术需要人工野外布点、空间分辨率低、成本高等缺点。通过分析同一地区两幅或多幅SAR（合成孔径雷达）图像的相位差，获取地表的高程信息或形变数据，已在地表形变监测、DEM生成、滑坡、火山活动、冰川运动、人工建筑物形变信息提取等多种领域展开了成功应用。
一般的卫星数据包括：Sentinel-1（欧空局）、ALOS-2/4（日本）、RADARSAT（加拿大）等，提供不同重访周期和分辨率的数据。目前国内常采用Sentinel-1（哨兵1号），该卫星采用全球覆盖设计，覆盖了中国全境（包括陆地和近海），其C波段雷达具备全天候观测能力，尤其适合地形复杂、多云多雨的山区高速公路边坡监测。
一、关键技术原理、类型及关键处理流程
1、关键技术原理
（1）干涉相位信息提取
InSAR技术通过合成孔径雷达（SAR）获取同一区域的两幅或多幅雷达影像，通过计算其干涉相位差，解析地表形变信息。相位差包含地表高程变化与微小位移（毫米级精度），适用于滑坡、地面沉降等地质灾害监测。
干涉相位公式为：ΔΦ=4π/λ·Δr。其中，ΔΦ为相位差，
（2）差分干涉测量（D-InSAR）
通过去除地形相位、大气延迟相位及噪声相位，提取地表形变信号。例如，地震前后SAR影像的差分处理可获取同震形变场，形变精度达厘米级。
2、关键技术分类
（1）时序InSAR技术
PS-InSAR：利用永久散射体，如建筑物、岩石等固定物的高相干特性，实现长期微小形变监测，一般年均位移量≥5mm，比较适用于城市沉降与矿山边坡稳定性分析。
SBAS-InSAR：基于短基线集技术，通过多主影像组合减少时空失相干问题，适用于大范围、低相干区域的形变监测，对植被覆盖区具有较强的识别能力。
（2）多频段与多平台数据融合
C波段（如Sentinel-1）、L波段（如ALOS）雷达数据互补，C波段适用于短期高频监测，L波段穿透性强，适合植被覆盖区。
3、监测流程优化
（1）数据预处理
轨道校正与配准：消除卫星轨道误差与影像几何偏移，确保干涉对空间一致性。
相位解缠：通过最小费用流算法恢复真实相位，解决相位模糊问题。
（2）误差抑制技术
大气校正：利用气象数据或MEMS算法（如Weather Research and Forecasting模型）估计大气延迟相位，降低其对形变解译的影响。
多视处理：通过空间平均减少斑点噪声，提升信噪比。
二、技术优势与应用前景
1、高精度与大范围覆盖
InSAR可覆盖数千平方公里区域，单次监测分辨率达米级，支持区域性灾害普查与重点区域精细化监测并行,米级形变监测精度（如上海地铁沉降监测案例），远超传统测量手段。
2、全天候与动态监测能力
突破光学遥感受天气影响的局限，实现雨雪、夜间等复杂环境下的连续监测,时序InSAR技术（如SBAS、PS-InSAR）支持长期形变趋势分析，捕捉灾害演化规律。
3、多源数据融合应用
结合地质勘探数据（钻孔、物探）与BIM模型，构建“空-天-地”一体化监测体系，提升模型预测可靠性,与物联网传感器（应力、渗压）联动，实现地下工程结构健康状态的实时动态评估。
4、当前技术瓶颈
(1)大气延迟干扰：电离层与对流层延迟导致相位误差，需通过气象数据校正或多频InSAR技术改进。
(2)数据解译复杂性：非专业人员对干涉相位图、形变速率图的分析存在门槛，需开发自动化解译工具。
三、核心应用领域
1、滑坡监测与预警
通过时序InSAR技术捕捉山体、边坡的毫米级形变信号，识别潜在滑坡区域（如岩层位移速率≥5mm/年），结合机器学习算法预测灾害发生概率。在矿山边坡应用中，InSAR可监测采空区地表沉降与边坡稳定性，预防坍塌事故。
2、城市地面沉降监测
针对地下水超采、地铁施工等诱因，InSAR可获取城市区域大范围沉降时序数据，支撑城市规划与基础设施保护。融合GNSS与光纤传感数据，提升沉降监测精度（误差≤2mm）。
3、地震与断层活动分析
利用InSAR技术反演地震同震形变场（如汶川地震形变监测），解析断层滑动分布特征，辅助地震灾害评估。长期监测断层缓慢形变（年均位移量＜1cm），预测潜在地震风险。
4、基础设施形变监测
监测输油气管道沿线地表形变（如Radarsat卫星影像分析），识别地质灾害隐患区域（如塌陷、滑坡），提升管线安全防护能力。评估桥梁、高速公路等大型工程的地基稳定性，预警路基沉降与结构变形。
科技成果评定
四、中交路桥科技InSAR技术积累
中交路桥科技有限公司是专业从事工程检测监测、地质灾害检测预警、城市沉降检测预警、城市生命线工程安全监测预警、数字智能化研发为一体的复合型高新技术集团企业。在InSAR应用方面具有较强的科研实力及工程应用经验，公司科研项目《联合时序 InSAR 与三维扫描技术的地铁沿线形变精细化监测与损害预警》获得河北省科学技术厅相关专家国际领先的认证。公司参与的《北斗协同InSAR城市基础设施智能监测装备研发与全生命周期管控关键技术》项目获得中国卫星导航定位协会科学技术二等奖。
科技进步奖证书
