中科院空天院超算合成孔徑雷達(dá)干涉測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全國地表形變監(jiān)測

中科院空天院表示，利用超算InSAR系統(tǒng)所提供的大尺度地表形變產(chǎn)品不僅可以促進(jìn)地球科學(xué)的新發(fā)現(xiàn)，服務(wù)于板塊運(yùn)動(dòng)、全球環(huán)境變化等地球科學(xué)領(lǐng)域，還可以提高中國遙感數(shù)據(jù)處理能力，服務(wù)于中國大范圍地面沉降的地理國情監(jiān)測及地質(zhì)災(zāi)害普查等領(lǐng)域，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展意義重大。

王超研究員介紹說，InSAR技術(shù)是通過利用合成孔徑雷達(dá)(SAR)圖像中的相位信號(hào)來獲取毫米級(jí)地表形變信息的技術(shù)。隨著寬幅SAR成像技術(shù)的成熟，中外SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)爆炸式增長，在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)與計(jì)算能力不斷增強(qiáng)的背景下，針對(duì)全國尺度的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、監(jiān)測的迫切需求，中科院聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合衛(wèi)星大數(shù)據(jù)處理技術(shù)與超算硬件平臺(tái)，經(jīng)過2年多時(shí)間對(duì)早期獨(dú)立研發(fā)的相干目標(biāo)時(shí)序InSAR處理軟件進(jìn)行算法改進(jìn)及并行優(yōu)化，研發(fā)出中國首套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超算InSAR系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)InSAR大數(shù)據(jù)自動(dòng)化、批量并行處理。

在中科院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程”提供的超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)上，聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行超算InSAR系統(tǒng)的部署，實(shí)現(xiàn)高魯棒性、集成性、高效性的InSAR處理，極大減少大范圍InSAR數(shù)據(jù)處理消耗的人力與時(shí)間?；诔鉏nSAR系統(tǒng)，聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)近日在半個(gè)月時(shí)間內(nèi)，完成2018-2019年覆蓋全國的近1.2萬幅歐洲“哨兵-1A/B”衛(wèi)星圖像處理，首次獲取全國尺度的InSAR地表形變測量結(jié)果，計(jì)算數(shù)據(jù)量達(dá)到700TB，其中相干測量點(diǎn)數(shù)量超過1億量級(jí)，城區(qū)測量點(diǎn)覆蓋密度達(dá)每平方千米20個(gè)，總的平均覆蓋密度達(dá)每平方千米8個(gè)，城區(qū)形變測量精度優(yōu)于1厘米，比傳統(tǒng)計(jì)算效率提高70-90倍。

據(jù)了解，地球表面因受地球內(nèi)外動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)，一直不停地運(yùn)動(dòng)和變化，從秒級(jí)的地震破裂到數(shù)十年甚至更長時(shí)間的斷層蠕變，造成的地質(zhì)災(zāi)害威脅著人類生命和財(cái)產(chǎn)安全。中國作為受地質(zhì)災(zāi)害影響最嚴(yán)重的國家之一，地質(zhì)災(zāi)害造成的損失逐年增加，不完全統(tǒng)計(jì)顯示，近年來崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害每年造成的損失達(dá)上百億元人民幣。此外，地下水開采導(dǎo)致大范圍地面沉降，嚴(yán)重影響中國城市的健康發(fā)展。而利用空間遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)地表形變大范圍監(jiān)測，對(duì)開展固體地球運(yùn)動(dòng)研究和地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查具有重要意義。