[發(fā)明專利]一種利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510548981.8
• 申請(qǐng)日: 2015-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105204079B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江利明;孫亞飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院測(cè)量與地球物理研究所
• 主分類號(hào): G01V3/38
• 分類號(hào): G01V3/38
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 楊曉燕

本發(fā)明公布了一種利用TanDEM?X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，具體包括以下步驟：1)雙站InSAR干涉相位計(jì)算；2)雙站InSAR差分相位估算；3)地震前后地表高程變化結(jié)果估算；4)地震滑坡體積求取。通過(guò)TanDEM?X雙站InSAR干涉相位、外部DEM模擬相位、高精度GPS或ICESat校正點(diǎn)獲取校正后的TanDEM?X雙站InSAR差分相位，進(jìn)而獲取地震前后地表高程變化結(jié)果，再結(jié)合地震滑坡邊界編目數(shù)據(jù)、地震前后光學(xué)遙感數(shù)據(jù)求取地震滑坡體積。本發(fā)明提取地震滑坡體積的方法具有高分辨率、高精度優(yōu)勢(shì)；同時(shí)不需要布設(shè)地面測(cè)量設(shè)備，具有面狀、大區(qū)域的滑坡地震滑坡體積提取能力；成本低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星遙感應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，利用TanDEM-X雙站InSAR獲取地震前后地表高程變化，進(jìn)而定量估算區(qū)域地震滑坡體積，可在全球區(qū)域拓展應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來(lái)，地震容易引發(fā)大量滑坡、泥石流等次生地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)人民居住環(huán)境和生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了巨大的威脅，同時(shí)也是鐵路、公路等交通設(shè)施的重要病害，是震區(qū)面臨最嚴(yán)重的兩類地質(zhì)災(zāi)害，進(jìn)行區(qū)域地震滑坡體積提取和泥石流危險(xiǎn)性評(píng)估是地震災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的緊迫工作。其中滑坡是指斜坡上的土體或者巖體，受河流沖刷、地下水活動(dòng)、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或者軟弱帶，整體地或者分散地順坡向下滑動(dòng)的自然現(xiàn)象。其中泥石流是指在山區(qū)或者其他溝谷深壑，地形險(xiǎn)峻的地區(qū)，因?yàn)楸┯辍⒈┭┗蚱渌匀粸?zāi)害引發(fā)的山體滑坡并攜帶有大量泥沙以及石塊的特殊洪流。地震滑坡體積作為泥石流物源定量計(jì)算的重要參數(shù)，開(kāi)展地震滑坡體積定量研究對(duì)估算泥石流物源具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和科學(xué)意義，為震區(qū)泥石流災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等提供科學(xué)依據(jù)。地震發(fā)生后，地震滑坡、泥石流等次生災(zāi)害頻發(fā)，迫切需要一種能夠大范圍、定量、精確地提取地震滑坡體積的方法，進(jìn)而能夠地震滑坡等地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警，減少百姓財(cái)產(chǎn)損失和保障人員安全。

目前，地震滑坡體積提取的技術(shù)手段主要有GPS實(shí)地測(cè)量、三維激光LiDAR、光學(xué)遙感等。GPS實(shí)地測(cè)量和三維激光LiDAR具有觀測(cè)精度高等優(yōu)勢(shì)，尤其三維激光LiDAR能夠獲取整個(gè)滑坡面的高分辨率點(diǎn)云地形數(shù)據(jù)，可精確獲取地震滑坡體積，但地震滑坡個(gè)數(shù)通常上萬(wàn)個(gè)，甚至幾十萬(wàn)個(gè)，該方法提取區(qū)域范圍的地震滑坡體積效率較低；光學(xué)遙感可以大范圍獲取地震滑坡中心點(diǎn)位置、邊界、面積等分布參數(shù)，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式或模型等提取地震滑坡體積，但經(jīng)驗(yàn)公式或模型對(duì)最終地震滑坡體積帶來(lái)不可避免的誤差，難以定量、精確的獲取地震滑坡體積。且地震發(fā)生后，較長(zhǎng)一段時(shí)間會(huì)存在持續(xù)降雨天氣，光學(xué)遙感的地震滑坡體積提取工作難以開(kāi)展。

TanDEM-X雙站InSAR可獲取全球尺度的高分辨率、高精度地形信息，結(jié)合震前地形資料，能夠精確計(jì)算地震地震滑坡體積，為地震滑坡風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)以及地震滑坡災(zāi)害防治提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)目前地震滑坡體積提取方法存在的上述不足，提供一種利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，能夠大范圍、定量提取地震滑坡體積。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的具體步驟是：

一種利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，根據(jù)TanDEM-X雙站InSAR獲取的地震前后地表高程變化結(jié)果，結(jié)合地震滑坡邊界編目數(shù)據(jù)和地震前后光學(xué)遙感數(shù)據(jù)，求取地震滑坡體積，具體包括以下步驟：

1)雙站SAR數(shù)據(jù)影像配準(zhǔn)：使兩幅復(fù)圖像中同一位置的像素對(duì)應(yīng)地面上的同一回波點(diǎn)；

2)雙站InSAR干涉相位計(jì)算：利用TanDEM-X和TerraSAR-X兩顆衛(wèi)星獲取的高分辨率SAR影像，通過(guò)干涉圖生成數(shù)據(jù)處理，計(jì)算雙站InSAR干涉相位；

3)雙站InSAR差分相位估算：雙站InSAR干涉相位與外部DEM模擬相位進(jìn)行差分處理；