冯光财

Associate Professor

副教授 、研究生导师

单位:地球科学与信息物理学院

入职时间:2008年09月10日

曾获荣誉:升华育英计划

学位:博士学位

专业:测绘科学与技术

毕业院校:香港理工大学

电子邮件:

办公地点:校本部物理楼601

当前位置: 中文主页 >> 研究兴趣

研究兴趣

 

      InSAR技术为手段,围绕中国及周边地震、滑坡、城市沉降等灾害开展研究,具体包括地震参数反演和灾害预警,高分辨率SAR和光学影像形变监测,线性地物和地下油气承储监测,高分辨率DEM测量技术及应用,InSAR地表变化监测。研究工作立足于国家重大需求和国际前沿,服务于防灾减灾、政府决策及工程应用需求。

 


(1) InSAR地震参数反演与灾害预警 

地震,又称地动或地振动,是地壳内部迅速释放能量过程中,造成一定范围内地面振动的一种自然灾害。地震是21世纪全球最大的自然灾害之一。地震会对地表造成不同程度的破坏,引起道路断裂、房屋倒塌等,同时会带来一定的次生灾害影响,如滑坡、泥石流等,严重威胁人民的生命财产安全。因此,研究地震形变和震源参数特征,了解地震发生机理,对于做好地震预警和防灾减灾工作具有十分重要的意义。近年来迅速发展的合成孔径雷达技术(InSAR),具有高空间分辨率、高精度、以及大范围空间连续覆盖等众多优势,与传统形变监测方法相比,可以为地震监测提供更为详尽的破裂信息。

相关论文成果:

Feng G.C., Li Z.W., Xu B., Shan X.J., Zhang L. and Zhu J.J. Coseismic Deformation of the 2015 Mw 6.4 Pishan, China, Earthquake, Estimated from Sentinel1 and ALOS2 Data, Seismological Research Letters,87(4): 800-806, 2016.

Feng, G. C., Li, Z W, Shan, X J. 2015b. Geodetic Model of the April 25, 2015 Mw 7.8 Gorkha Nepal Earthquake and Mw 7.3 Aftershock Estimated from InSAR and GPS Data. Geophysical Journal International, 203(2): 896-900. doi: 10.1093/gji/ggv335.

Feng, G. C. et al., Source parameters of the 2014 Mw 6.1 South Napa earthquake estimated from the Sentinel 1A, COSMO-SkyMed and GPS data, Tectonophysics (2015), 655, 139-146, DOI: 10.1016/j.tecto.2015.05.018

Zhou Hui, Feng G.C.(*), Li Zhi-Wei, Xu Bing, Lei Guang-Yuan. The fault slip distribution of the Myanmar Mw6. 8 earthquake inferred from InSAR measurements, Chinese Journal of Geophysics, 2013, 56(9): 3011-3021.

Guohong Zhang, Xinjian Shan, Guangcai Feng, The 3-D surface deformation, coseismic fault slip and after-slip of the 2010 Mw6.9 Yushu earthquake, Tibet, China, Journal of Asian Earth Sciences, Volume 124, 1 July 2016, Pages 260-268, ISSN 1367-9120, http://dx.doi.org/10.1016/j.jseaes.2016.05.011.

Jiang, H., G. FengT. Wang, and R. Bürgmann (2017), Toward full exploitation of coherent and incoherent information in Sentinel-1 TOPS data for retrieving surface displacement: Application to the 2016 Kumamoto (Japan) earthquakeGeophys. Res. Lett.44, doi:10.1002/2016GL072253.


(2)SAR和光学影像像素配准形变监测

地球内部动力、气候环境与人为因素等因素影响,地球表面会发生持续性变化,如地震、火山与滑坡等。基于时序光学和SAR影像数据可以用来监测这些变化并研究其物理机制。在良好成像条件下,光学和SAR影像会记录下地物纹理的变化信息,设计程序自动识别出明显的纹理特征,借助相似性度量算法自动追踪其在时序影像对中的变化,进而提取出对应的偏移量并通过相应坐标转换获取目标区域的形变信息。光学和SAR影像提取的地表形变信息可以为加深认识一些自然现象的时空变化规律,反演相应的地球物理模型提供可靠高效的观测数据。随着对地观测数据的不断丰富,基于光学和SAR的地表形变监测应用前景广泛。 

相关论文成果                                                                                                     

Feng, G.C., E. A. Hetland, X. Ding, Z. Li, and L. Zhang (2010), Coseismic fault slip of the 2008 Mw 7.9 Wenchuan earthquake estimated from InSAR and GPS measurements, Geophys. Res. Lett., 37, L01302, doi:10.1029/2009GL041213.

Feng G.C., XU Bing, SHAN Xin-Jian et al .2015.Coseismic deformation and source parameters of the 24 September 2013 Awaran, Pakistan Mw7.7 Earthquake derived from optical Landsat 8 satellite images. Chinese Journal Geophysics, 58(5): 1634-1644, doi: 10.6038/cjg20150515.

Ding, C.; Feng, G(*).; Li, Z.; Shan, X.; Du, Y.; Wang, H. Spatio-Temporal Error Sources Analysis and Accuracy Improvement in Landsat 8 Image Ground Displacement Measurements. Remote Sens. 2016, 8, 937.





(3) 时序InSAR数据处理及算法研究

2009Syvitski et al.在国际最顶尖学术期刊《自然:地球科学》上发表一篇论文《人类活动引起的地面沉降是河流三角洲面临的另一严重威胁》。该论文指出:由于地面沉降和海平面上升,在过去十年内世界上85%的三角洲地区都遭受了严重的洪涝灾害,淹没面积达26万平方公里。论文中调研了全球33个主要的三角洲,其中有24个正面临地陷海升的双重威胁,而我国的珠江、长江和黄河三角洲分列榜单的第八、第二和第一位!另一方面,随着我国城市化进程的加剧,大量基础设施(如地铁、高楼、地下工程、高架桥等)需要进行安全监测。

相关论文成果

XIONG Wenxiu, FENG Guangcai, LI Zhiwei, DU Yanan, LI Ning. High Quality Targets Selection in SBAS-InSAR Technique by Considering Temporal and Spatial Characteristic. Acta Geodaetica et Cartographica Sinica, 2015, 44(11): 1246-1254.

Du, Y.; Feng, G.; Peng, X.; Li, Z. Subsidence Evolution of the Leizhou Peninsula, China, Based on InSAR Observation from 1992 to 2010. Appl. Sci. 20177, 466.

Zhang, L., Ding, X., Lu, Z., Jung, H.-S. , Hu, J. , Feng, G.(2013), A novel multitemporal InSAR model for joint estimation of deformation rates and orbital errors, IEEE Transcation on Geoscience and Remote Sensing,10.1109/TGRS.2013.2273374.






(4) InSAR城市基础设施监测应用

2009Syvitski et al.在国际最顶尖学术期刊《自然:地球科学》上发表一篇论文《人类活动引起的地面沉降是河流三角洲面临的另一严重威胁》。该论文指出:由于地面沉降和海平面上升,在过去十年内世界上85%的三角洲地区都遭受了严重的洪涝灾害,淹没面积达26万平方公里。论文中调研了全球33个主要的三角洲,其中有24个正面临地陷海升的双重威胁,而我国的珠江、长江和黄河三角洲分列榜单的第八、第二和第一位!另一方面,随着我国城市化进程的加剧,大量基础设施(如地铁、高楼、地下工程、大坝、高架桥等)需要进行安全监测。

  相关论文成果

Zhang, L., Lu, Z., Ding, X.L., Jung, H.S., Feng, G.C. and Lee, C.W. (2012) , Mapping ground surface deformation using temporarily coherent point SAR interferometry: Application to Los Angeles Basin,Remote Sensing of Environments, 117, 4229-4239.

Xu, B.; Feng, G.(*); Li, Z.; Wang, Q.; Wang, C.; Xie, R.Coastal Subsidence Monitoring Associated with Land Reclamation Using the Point Target Based SBAS-InSAR Method: A Case Study of Shenzhen, China. Remote Sens. 2016, 8, 652.









 (5) InSAR储气设施监测与建模

随着全球范围内对绿色能源的倡导,天然气需求量越来越大。然而冬夏季人们对天然气的需求量不同,为了缓解这种供需不平衡,世界各国纷纷建立了大型的储气设施或者利用废弃的油气田和盐穴进行天然气的存储。传统的大地测量观测手段(如水准和GPS等)相比,近年发展起来时序InSAR技术(PS-InSARSBAS-DInSAR等)有着对地表高精度(mm级),大范围高分辨率连续形变监测的能力,非常适合油气设施的监测。因此针对时序InSAR技术和储气库地表形变特征,研究储气田时序InSAR多维形变监测关键算法以及建立注采气过程与地表形变之间的地质力学模型,具有重要的理论意义和实用价值。

 相关论文成果                














(6) InSAR高分辨率DEM生成技术及应用

数字高程模型(DEM)是地学领域用来表示地形特征的重要表达形式。它作为一种基础的地理信息数据已经在我们日常生活以及国防领域有着非常广泛的应用,如地形制导的军事打击、差分干涉雷达形变监测、地质勘测、各种线路(高铁、城际、高速公路、电力线路等)的规划、城区地籍变化监测等。虽然通过航空摄影测量,机载Lidar,地面GPS和全站仪等方法手段也可以获取局部的高分辨率数字高程模型,但是不管是覆盖范围还是生成效率都非常有限。德国宇航局(DLR2010年发射TanDEM-X卫星与之前2007年发射的TerraSAR-X卫星进行编队飞行,组成了一个双星分布式SAR系统。通过这种双星编队的组合方式在三年之内获取覆盖全球的高精度数字高程模型,从而为我们提供了一个崭新、更加广阔、可靠的DEM制作平台。 

相关论文成果                                                                

Du Y N, Feng G C(*), Li Z W, et al. 2015. Generation of high precision DEM from TerraSAR-X/TanDEM-X. Chinese Journal Geophysics, 58(5): 1634-1644, doi: 10.6038/cjg20150515.

Y. Du, L. Zhang, G. Feng, Z. Lu and Q. Sun, "On the Accuracy of Topographic Residuals Retrieved by MTInSAR," in IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 55, no. 2, pp. 1053-1065, Feb. 2017.doi: 10.1109/TGRS.2016.2618942