[發(fā)明專利]一種基于星載SAR的露天礦邊坡形變動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011243512.2
• 申請(qǐng)日: 2020-11-10
• 公開（公告）號(hào): CN112505696A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李如仁;王洪明;霍音嬌;丁華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)建筑大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/90
• 分類號(hào): G01S13/90;G01B7/16
• 代理公司: 沈陽(yáng)東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 徐笑陽(yáng)

本發(fā)明公開了一種基于星載SAR的露天礦邊坡形變動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：步驟S1.采用多幾何衛(wèi)星數(shù)據(jù)融合方法計(jì)算地表V_e、V_n、V_u，即東西、南北和垂直方向上的運(yùn)動(dòng)速率，即得到地表三維運(yùn)動(dòng)變化；步驟S2.采用MAI技術(shù)獲得地表在方位向上的運(yùn)動(dòng)信息，即水平方向上的運(yùn)動(dòng)速率V_s；步驟S3.將多幾何衛(wèi)星數(shù)據(jù)融合方法計(jì)算得到的垂直向運(yùn)動(dòng)速率V_u和MAI技術(shù)得到的水平向速率V_s矢量合成可得到坡向的運(yùn)動(dòng)速率V_Slope，結(jié)合V_e、V_n、V_u、V_Slope，為露天礦邊坡形變動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供技術(shù)支撐。本發(fā)明所述方法可以使用星載SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行露天礦三維形變監(jiān)測(cè)，利用多軌道SAR數(shù)據(jù)，多種干涉技術(shù)結(jié)合，可以大面積高精度的獲得露天礦的形變速率，方便監(jiān)測(cè)露天礦安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于形變監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于星載SAR的露天礦邊坡形變動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)

SAR(Synthetic Aperture Radar)即為合成孔徑雷達(dá)，利用合成孔徑原理，實(shí)現(xiàn)高分辨的微波成像，合成孔徑雷達(dá)不受氣候限制，能夠?qū)崿F(xiàn)全天候?qū)Φ赜^測(cè)，并具有一定的地表穿透能力，因此在地質(zhì)、自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，SAR按照搭載方式可分為星載SAR、機(jī)載SAR和地基SAR，常規(guī)的露天礦邊坡監(jiān)測(cè)使用地基SAR對(duì)邊坡進(jìn)行形變監(jiān)測(cè)，往往無(wú)法得到邊坡三維的形變信息，只能得到沿著雷達(dá)視線方向(LOS方向)的形變量，無(wú)法得到沿著邊坡方向以及邊坡在豎直、水平方向上的形變量，如何獲得不同角度的露天礦邊坡形變信息進(jìn)而得到邊坡三維運(yùn)動(dòng)信息，進(jìn)而現(xiàn)對(duì)露天礦邊坡進(jìn)行高精度的形變監(jiān)測(cè)是現(xiàn)階段亟待解決的問(wèn)題。

本發(fā)明提出使用多角度星載SAR實(shí)現(xiàn)邊坡的三維形變監(jiān)測(cè)彌補(bǔ)了地基SAR監(jiān)測(cè)的不足。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)地基SAR無(wú)法獲得露天礦邊坡三維形變的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種基于星載SAR的露天礦邊坡形變動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，目的在于檢測(cè)露天礦邊坡實(shí)現(xiàn)三維動(dòng)態(tài)，本發(fā)明通過(guò)多角度的高分辨率星載SAR數(shù)據(jù)，采用三維InSAR技術(shù)和多孔徑干涉(MAI)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)邊坡三維形變的監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種基于星載SAR的露天礦邊坡形變動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：

步驟S1.基于多角度幾何衛(wèi)星數(shù)據(jù)融合法解算監(jiān)測(cè)區(qū)域地表三維的運(yùn)動(dòng)速率：

采集露天礦邊坡監(jiān)測(cè)區(qū)域的多角度的幾何衛(wèi)星SAR數(shù)據(jù)和數(shù)字高程模型，以角度分組后進(jìn)行時(shí)序InSAR處理，獲得監(jiān)測(cè)區(qū)域的LOS方向形變量，利用LOS向(雷達(dá)視線方向)形變量，采用幾何分解法解算監(jiān)測(cè)區(qū)域地表三維運(yùn)動(dòng)速率；

步驟S2.采用多孔徑干涉(MAI)獲取監(jiān)測(cè)區(qū)域地表水平方向運(yùn)動(dòng)速率：

將步驟S1中分組后的SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行多孔徑干涉處理，獲得SAR衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方向上的運(yùn)動(dòng)速率，即監(jiān)測(cè)區(qū)域地表水平方向運(yùn)動(dòng)速率(方位向運(yùn)動(dòng)速率)；

驟S3.計(jì)算邊坡方向運(yùn)動(dòng)速率，監(jiān)測(cè)露天礦邊坡形變：

對(duì)步驟S1中解算的地表三維運(yùn)動(dòng)速率中的垂直方向運(yùn)動(dòng)速率和步驟S2中獲得的地表水平方向運(yùn)動(dòng)速率進(jìn)行矢量合成，計(jì)算邊坡方向運(yùn)動(dòng)速率，聯(lián)合邊坡方向運(yùn)動(dòng)速率和地表三維運(yùn)動(dòng)速率對(duì)露天礦邊坡形變進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

進(jìn)一步地，步驟S1中的多角度的幾何衛(wèi)星SAR數(shù)據(jù)為軌道編號(hào)不同和升降軌方式不同的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，且至少采集監(jiān)測(cè)區(qū)域的三個(gè)不同角度的衛(wèi)星SAR數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，步驟S1具體包括：

S11.時(shí)序InSAR處理：對(duì)SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像配準(zhǔn)干涉處理、干涉圖解纏，相位轉(zhuǎn)形變，求得LOS方向形變量；