中國首套超算合成孔徑雷達幹涉測量系統實現全國地表形變監測

2020-12-15 中國網

2018-2019年中國中東部地區地表形變年平均形變速率圖。中科院空天院 供圖

中新網北京12月15日電 (記者 孫自法)中國科學院空天信息創新研究院(中科院空天院)15日發布消息說，該院王超研究員團隊與中科院計算技術研究所尤海航研究員團隊合作，已成功研製出中國首套自主智慧財產權的超算合成孔徑雷達幹涉測量(InSAR)系統，並首次實現全國尺度地表形變的監測和製圖。

中科院空天院表示，利用超算InSAR系統所提供的大尺度地表形變產品不僅可以促進地球科學的新發現，服務於板塊運動、全球環境變化等地球科學領域，還可以提高中國遙感數據處理能力，服務於中國大範圍地面沉降的地理國情監測及地質災害普查等領域，對社會經濟可持續發展意義重大。

王超研究員介紹說，InSAR技術是通過利用合成孔徑雷達(SAR)圖像中的相位信號來獲取毫米級地表形變信息的技術。隨著寬幅SAR成像技術的成熟，中外SAR衛星數據爆炸式增長，在計算機存儲與計算能力不斷增強的背景下，針對全國尺度的地質災害調查、監測的迫切需求，中科院聯合研究團隊結合衛星大數據處理技術與超算硬體平臺，經過2年多時間對早期獨立研發的相干目標時序InSAR處理軟體進行算法改進及並行優化，研發出中國首套具有自主智慧財產權的超算InSAR系統，實現InSAR大數據自動化、批量並行處理。

在中科院A類戰略性先導科技專項「地球大數據科學工程」提供的超級計算系統上，聯合研究團隊進行超算InSAR系統的部署，實現高魯棒性、集成性、高效性的InSAR處理，極大減少大範圍InSAR數據處理消耗的人力與時間。基於超算InSAR系統，聯合研究團隊近日在半個月時間內，完成2018-2019年覆蓋全國的近1.2萬幅歐洲「哨兵-1A/B」衛星圖像處理，首次獲取全國尺度的InSAR地表形變測量結果，計算數據量達到700TB，其中相干測量點數量超過1億量級，城區測量點覆蓋密度達每平方千米20個，總的平均覆蓋密度達每平方千米8個，城區形變測量精度優於1釐米，比傳統計算效率提高70-90倍。

據了解，地球表面因受地球內外動力的驅動，一直不停地運動和變化，從秒級的地震破裂到數十年甚至更長時間的斷層蠕變，造成的地質災害威脅著人類生命和財產安全。中國作為受地質災害影響最嚴重的國家之一，地質災害造成的損失逐年增加，不完全統計顯示，近年來崩塌、滑坡、泥石流災害每年造成的損失達上百億元人民幣。此外，地下水開採導致大範圍地面沉降，嚴重影響中國城市的健康發展。而利用空間遙感技術實現地表形變大範圍監測，對開展固體地球運動研究和地質災害調查具有重要意義。(完)

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