[發明專利]一種監測山體現今抬升速度的雷達時序差分干涉測量方法

有效

• 申請號: 202110368299.6
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113096005B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 楊通;南燕云;王效科;張路;張智杰;韓圣其
• 申請（專利權）人: 中國科學院生態環境研究中心
• 主分類號: G06T3/00
• 分類號: G06T3/00;G06T3/40;G06T5/00;G06T17/05;G06T17/20;G01S13/88
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李紅團

1.一種監測山體現今抬升速度的雷達時序差分干涉測量方法，其特征在于包括：

第一步驟：主被動遙感數據協同處理；

第二步驟：執行雷達數據差分干涉處理；

第三步驟：提取永久散射體的累積形變；

第四步驟：針對提取的永久散射體的累積形變執行多尺度濾波；

其中，第四步驟對永久散射體提取結果執行多尺度濾波，在空間域濾除穩定地表、植被變化及人類擾動引起的地表形變，在時間域濾除氣候變化引起的地表形變，使監測對象錨定于地體抬升形變；

其中，多尺度濾波分為空間域濾波和時間域濾波；空間域濾波采用相位標準差低通濾波濾除植被影響，采用監督式高通濾波濾除穩定地表，采用監督式低通濾波濾除新建設施，采用土地利用分類掩膜人類活動區域；時間域濾波為永久散射體在時間序列上的畸變濾波以濾除突發性地表形變，以及結合物候特征的時間域非線性濾波，濾除季節性地表形變；

其中，時間域非線性濾波公式為：

P(y_i∣a,x_i,σ²)∽N(ax_i+b,σ²)；

式中P為地體累積抬升量，N為地體累積抬升條件概率，a為觀測頻數，b為地體起始形變值，y_i表示第i個地體累積抬升量，x_i表示第i個地體絕對高程觀測值，σ²為隨機擾動項的方差，假設隨機擾動項εi服從期望為0，方差為σ²的正態分布；令Y表示地體累積抬升量y1～yi的列向量，ε表示殘差的列向量，X為觀測值矩陣，β為a的列向量，則區域地體抬升形變的矩陣表達形式如公式：

Y＝Xβ+ε；

第五步驟：在多尺度濾波后執行山脊范圍提取；其中，在多尺度濾波后執行山脊范圍提取包括：基于DEM數據使用分水嶺方法圈定山脊范圍，依次進行山谷填洼、流向計算、流量計算、累積流量分割、分水嶺處理，實現流域范圍圈定，進而提取分水嶺，隨后通過設置累積流量分割閾值，對流域范圍進行掩膜，將監測窗口錨定于山脊范圍；

第六步驟：根據濾波后永久散射體在時間序列上的絕對高程變化反演山體抬升形變。

2.根據權利要求1所述的監測山體現今抬升速度的雷達時序差分干涉測量方法，其特征在于，主被動遙感數據協同處理包括：

進行主動遙感數據，即雷達數據的導入以生成SLC數據；

對SLC數據執行軌道信息校正，修正軌道信息；

根據時間基線和空間基線選取主影像；

進行外部DEM導入，將DEM與主影像配準，得到每個像元的三維坐標信息；

進行ESD配準，利用ESD方法生成主影像與副影像的幾何關系，確保配準精度達到預定要求；

進行Burst及子條帶拼接，提取分塊存儲的衛星平臺數據；

對被動遙感數據進行預處理，所述預處理包括反射率生產、幾何精校、數據拼接、裁剪和鑲嵌；

對主被動遙感數據進行聯合配準處理。

3.根據權利要求2所述的監測山體現今抬升速度的雷達時序差分干涉測量方法，其特征在于，執行雷達數據差分干涉處理包括：對主影像與副影像執行干涉處理以生成干涉圖；隨后構建差分相位模型，求解每個像元的差分相位；最后，利用外部參考DEM數據和星歷軌道參數，計算地形相位，并把地形相位和平地相位從干涉相位中去除，得到差分干涉相位圖。

4.根據權利要求2所述的監測山體現今抬升速度的雷達時序差分干涉測量方法，其特征在于，主影像與副影像的干涉相位的公式為：式中φtopo為地形相位；φdef為形變相位；φatm為大氣延遲相位；φflat為平地相位；φnoise為噪聲相位。

5.根據權利要求1所述的監測山體現今抬升速度的雷達時序差分干涉測量方法，其特征在于永久散射體提取：

PS候選點選取：選擇對雷達波后向散射強度且時序上的穩定性達到預定要求的點；

對PS候選點構建三角剖分網；

基于PS點的三角剖分網計算二次差分相位；

根據二次差分相位執行相位解纏，獲取差分相位的形變相位和殘余地形相位。