[發(fā)明專利]一種基于多極化時序SAR數據的地表形變監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110348998.4
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113091596B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設計）人: 趙峰;汪云甲;馮瀚;閆世勇;范洪冬;張念斌;王騰;張雷昕
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: G01B7/24
• 分類號: G01B7/24;G01S13/90;G01S13/88
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

本發(fā)明公開了一種基于多極化時序SAR數據的地表形變監(jiān)測方法，利用地表散射體對不同極化電磁波回波信號的響應差異，基于蘊含更加豐富信息的多極化數據進行干涉圖相位優(yōu)化，提升干涉相位質量、增加時序監(jiān)測點密度、提高形變監(jiān)測準確性；本發(fā)明所述方法不僅能有效地削弱失相干對地表形變監(jiān)測的影響，實現較低相干區(qū)域的形變探測，同時較單極化時序InSAR技術形變監(jiān)測點密度更高、形變監(jiān)測范圍更廣。

技術領域

本發(fā)明屬于地質監(jiān)測領域，具體涉及一種基于多極化時序SAR數據的地表形變監(jiān)測方法。

背景技術

地表受自然因素和人類活動的影響，可產生不同程度的形變，引起地表建筑物受損，威脅人民生命安全，造成經濟損失。快速準確地監(jiān)測地表形變，對于地面形變?yōu)暮Ψ揽嘏c治理、地表構建筑物健康和安全評估至關重要。

現階段，地表形變監(jiān)測常規(guī)手段主要包括水準測量和GNSS(Global NavigationSatellite System)測量。其中，水準測量作為形變監(jiān)測的主要手段，雖然監(jiān)測精度非常高，但是在開展大范圍形變監(jiān)測時，工程實施復雜，耗費大量人力物力；GNSS測量作為有效的變形監(jiān)測手段，具有較高的時間分辨率與自動化監(jiān)測能力，但它是基于離散點的觀測，同時單個觀測點布設成本高，不適宜大區(qū)域的長期重復監(jiān)測。

合成孔徑雷達干涉測量(Interferometry Synthetic Aperture Radar，簡稱InSAR)技術是近幾十年發(fā)展起來的一種空間大地測量和遙感技術，可獲得大范圍地表形變監(jiān)測結果，具有監(jiān)測范圍大、測量精度高、全天時全天候等優(yōu)勢，已被廣泛地用于城市沉降、冰川移動、礦區(qū)開采沉陷、火山噴發(fā)、滑坡、泥石流等地表形變監(jiān)測中。經過多年的發(fā)展，InSAR技術已經由傳統(tǒng)的差分InSAR技術逐漸發(fā)展為多時序InSAR技術。然而，SAR影像受各類失相干因素影響時，無論是差分InSAR或是多時序InSAR技術，在時、空基線較長或者植被覆蓋區(qū)域等情況下，都會不可避免地出現干涉相位質量低、干涉效果差，進而導致時序監(jiān)測點數量稀少、監(jiān)測精度下降等問題，無法全面揭示地表形變規(guī)律，限制了InSAR技術在地表形變監(jiān)測中的應用。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：針對以上問題，本發(fā)明提出一種基于多極化時序SAR數據的地表形變監(jiān)測方法。

技術方案：為實現本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種基于多極化時序SAR數據的地表形變監(jiān)測方法，具體包括如下步驟：

(1)獲取被監(jiān)測區(qū)域的全極化時序SAR影像和雙極化時序SAR影像，并根據統(tǒng)計檢驗算法識別同質像元，得到全極化時序SAR影像對應的永久散射體目標和分布式散射體目標以及雙極化時序SAR影像對應的永久散射體目標和分布式散射體目標；

(2)對全極化時序SAR影像的永久散射體目標相位和雙極化時序SAR影像的永久散射體目標相位分別進行極化優(yōu)化，得到各自對應的優(yōu)化后的差分干涉圖以及時序平均相干值，并計算各自對應的干涉圖相位標準偏差；同樣對全極化時序SAR影像的分布式散射體目標相位和雙極化時序SAR影像的分布式散射體目標相位分別進行極化優(yōu)化，得到各自對應的優(yōu)化后的差分干涉圖以及時序平均相干值，并計算各自對應的干涉圖相位標準偏差；

(3)根據全極化時序SAR影像的永久散射體目標的干涉圖相位標準偏差、雙極化時序SAR影像的永久散射體目標的干涉圖相位標準偏差、全極化時序SAR影像的分布式散射體目標的干涉圖相位標準偏差以及雙極化時序SAR影像的分布式散射體目標的干涉圖相位標準偏差選取被監(jiān)測區(qū)域的時序監(jiān)測點；

(4)基于優(yōu)化后的全極化時序SAR影像的永久散射體目標的差分干涉圖、雙極化時序SAR影像的永久散射體目標的差分干涉圖、全極化時序SAR影像的分布式散射體目標的差分干涉圖以及雙極化時序SAR影像的分布式散射體目標的差分干涉圖，對所述被監(jiān)測區(qū)域的時序監(jiān)測點進行常規(guī)時序技術處理，包括軌道誤差改正、DEM殘差改正、大氣相位延時改正和三維相位解纏，得到被監(jiān)測區(qū)域的地表形變結果。