[發(fā)明專利]一種基于高分辨率的時(shí)序InSAR形變監(jiān)測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911416936.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111059998B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊紅磊;劉杰;彭軍還;余洋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;G01S7/41
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發(fā)明公開了一種基于高分辨率的時(shí)序InSAR形變監(jiān)測方法及系統(tǒng)。該方法包括：對地表SAR圖像進(jìn)行配準(zhǔn)、差分干涉處理和去高程處理；識別圖像中的PS點(diǎn)；并對點(diǎn)密度超過設(shè)定閾值的PS點(diǎn)進(jìn)行抽稀處理；對抽稀后的PS點(diǎn)構(gòu)建三角網(wǎng)；對三角網(wǎng)中相鄰的PS點(diǎn)的相位進(jìn)行差分，通過解空間搜索的方法得到相鄰的PS點(diǎn)之間的形變速率差和高程改正量差，并據(jù)此計(jì)算各PS點(diǎn)的殘差相位；從殘差相位中分離出大氣延遲相位，并對大氣延遲相位進(jìn)行插值處理；從差分干涉圖中除去大氣延遲相位，重復(fù)上述步驟進(jìn)行迭代，得到多次去除大氣延遲相位后的圖像，再對圖像進(jìn)行相位解纏以及對所有PS點(diǎn)進(jìn)行分析，確定地表的形變速率。本發(fā)明提高了圖像的處理速率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波遙感技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于高分辨率的時(shí)序InSAR形變監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

IInSAR是一種主動式微波雷達(dá)探測技術(shù)。它具有大規(guī)模，低成本和高精度等技術(shù)優(yōu)勢。常規(guī)的差分干涉測量(Differential SAR Interferomtry,DInSAR)技術(shù)通過對兩幅影像作差分來計(jì)算形變，但是由于DInSAR技術(shù)受失相干現(xiàn)象的影響，目前國際上對InSAR技術(shù)的研究主要集中在長時(shí)間序列DInSAR技術(shù)的研究上，如：PSInSAR技術(shù)(Ferretti等，2002)，相干目標(biāo)探測技術(shù)(Vander Kooij，2003)，干涉點(diǎn)目標(biāo)分析(Wegmuller，2003；Werner et al.，2003)，穩(wěn)定點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)分析(Arnaud et al.，2003)，小基線集技術(shù)(Berardinoet al 2003)等。這些技術(shù)通過對時(shí)間序列中具有穩(wěn)定、可靠相位的點(diǎn)進(jìn)行分析，采用迭代的方法計(jì)算高精度的形變值和高程改正量，已經(jīng)成功應(yīng)用于地表形變、地震形變、冰川移動、火山運(yùn)動、山地滑坡和大型構(gòu)建物形變監(jiān)測中。

而時(shí)間序列InSAR技術(shù)的難點(diǎn)在于準(zhǔn)確分離高程改正和大氣延遲量，由于先驗(yàn)的大氣改正模型和準(zhǔn)確的地表高程值未知，需要從時(shí)間序列差分干涉相位通過回歸分析多次迭代提取；但隨著高分辨率SAR傳感器的發(fā)展，如TerraSAR-X、COSMO-Skymed和RADARSAT-2等，數(shù)據(jù)質(zhì)量、重訪周期和分辨率都有明顯提高，分辨率達(dá)到1m，為精細(xì)化形變監(jiān)測提供了數(shù)據(jù)保障。分辨率提高的同時(shí)，帶來的是巨大的數(shù)據(jù)量；大數(shù)據(jù)量的迭代嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)處理的效率，采用普通PC機(jī)，甚至圖像服務(wù)器無法實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)快速處理。成為了阻礙InSAR技術(shù)向工程化推廣的一大問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于高分辨率的時(shí)序InSAR形變監(jiān)測方法及系統(tǒng)，能夠高效的去除圖像中的高程改正量和大氣延遲量，得到地表的變形速率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種基于高分辨率的時(shí)序InSAR形變監(jiān)測方法，包括：

獲取被監(jiān)測區(qū)域時(shí)間序列上的多個(gè)地表SAR圖像；

對所述地表SAR圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，并對各地表SAR圖像進(jìn)行差分干涉處理，得到多個(gè)差分干涉圖；

采用外部DEM數(shù)據(jù)對所述差分干涉圖進(jìn)行去高程處理，得到第一圖像；

對所述第一圖像中的PS點(diǎn)進(jìn)行識別；

對所述第一圖像中點(diǎn)密度超過設(shè)定閾值的PS點(diǎn)進(jìn)行抽稀處理；

對抽稀后的PS點(diǎn)構(gòu)建三角網(wǎng)；

對所述三角網(wǎng)中相鄰的PS點(diǎn)的相位進(jìn)行差分，通過解空間搜索的方法得到相鄰的PS點(diǎn)之間的形變速率差和高程改正量差，并根據(jù)所述形變速率差和高程改正量差計(jì)算得到各PS點(diǎn)的殘差相位；

從所述殘差相位中分離出大氣延遲相位，并對所述大氣延遲相位進(jìn)行插值處理；