[發明專利]一種基于合成孔徑雷達干涉測量技術的地表形變檢測方法

在審

• 申請號: 202011226302.2
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112526515A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 熊威;孫志杰;張必昌;劉亞明;楊烜宇;王閆超;趙紫陽
• 申請（專利權）人: 山西省交通科技研發有限公司
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司 11108
• 代理人: 易衛

本發明公開了一種基于合成孔徑雷達干涉測量技術的地表形變檢測方法，對待檢測區域的合成孔徑雷達影像進行收集，根據拍攝時間進行排序；選取寬幅模式下時間間隔為1年的兩景影像，利用差分合成孔徑雷達干涉測量技術對影像進行處理，得到間隔期間內的地表形變量概圖；提取形變區的范圍，根據所述形變區的范圍對全部的合成孔徑雷達影像進行裁剪，利用時間序列合成孔徑雷達干涉測量技術對裁剪后的影像進行處理，得到該地區形變時間序列詳圖。本發明可在事先不確定地表是否有形變的情況下實現對地表形變范圍和形變量級的快速獲取，有利于地質災害隱患點的快速識別，對于提高大范圍內地質災害普查效率具有積極作用。

技術領域

本發明涉及地表形變監測技術領域，尤其涉及一種基于合成孔徑雷達干涉測量技術的地表形變檢測方法。

背景技術

合成孔徑雷達干涉測量(Interferometric of Synthetic ApertureRadar，InSAR)技術作為一項新型的空間對地觀測技術，具有全天候、覆蓋廣、精度高等特點，在地表形變監測領域有著得天獨厚的優勢，在城市地面沉降監測、邊坡形變監測、地殼形變監測、人工建筑物形變監測等領域得到了廣泛應用，效果較好。InSAR技術主要包括差分合成孔徑雷達干涉測量(DifferentialInterferometric of Synthetic Aperture Radar，D-InSAR)和時間序列合成孔徑雷達干涉測量(Time Series Interferometric ofSyntheticAperture Radar，TS-InSAR)，其中D-InSAR技術的監測精度可達厘米級，一般可用于檢測年累計形變為厘米至分米級地表變化，TS-InSAR技術的監測精度可達毫米級，一般可用于檢測年累計形變為毫米至分米級地表變化。由于D-InSAR技術只對兩景影像做差分處理，易受大氣效應為主的失相干因數影響，故其具有計算時間短、精度差的特點，而TS-InSAR技術需要處理的影像數量一般為幾十景，能較好的消除大氣效應等失相干因素的影響，故其精度雖然較高，但計算時間卻會呈幾何級數增長。以哨兵1A寬幅(InterferometricWide Swath，IW)影像為例，1景影像的范圍約為250km×200km，假設多視后的像元分辨率為15m，則1景影像的像元數量級為2×108，D-InSAR技術處理一次涉及到的像元總數為4×108。當利用PS-InSAR技術對20景影像進行處理時，涉及到的像元總數為19×4×108＝7.6×109，利用SBAS-InSAR技術對20景影像進行處理時，涉及到的像元總數最多為190×4

×108＝7.6×1010，計算量分別擴大了19倍和190倍，而實際產生地表形變的只是影像中的一部分，導致所需耗費的計算時間冗長。

目前解決上述問題的辦法主要有兩種：一是升級計算所需軟硬件，提高解算效率，但對于大范圍的地表形變計算仍顯捉襟見肘；二是先對影像進行裁剪，只對形變區的影像進行TS-InSAR解算，但是對于形變地區范圍未知的地質災害調查難以適用。

發明內容

為解決現有技術存在的局限和缺陷，本發明提供一種基于合成孔徑雷達干涉測量技術的地表形變檢測方法，包括：

收集同一顆衛星在待檢測區不同時間節點的重復軌道寬幅模式合成孔徑雷達影像，將所述合成孔徑雷達影像按照時間進行排序；

選擇任意兩幅時間間隔為1年的合成孔徑雷達影像，利用差分合成孔徑雷達干涉測量技術獲取所述待檢測區的形變量概圖；

從所述形變量概圖中提取局部形變區域的范圍，根據所述局部形變區域的范圍對全部的合成孔徑雷達影像進行裁剪；

利用時間序列合成孔徑雷達干涉測量技術對裁剪后的合成孔徑雷達影像進行處理，得到局部形變的時間序列詳圖。

可選的，所述合成孔徑雷達影像的觀測周期固定，影像時間跨度大于1年，所述影像時間跨度與所述觀測周期為正相關的關系，所述合成孔徑雷達影像的總數大于18幅。