時間序列差分干涉SAR三維形變場的提取.pdf

1、長期以來，地表的活動往往都是從量變到質變的動態(tài)變化過程。作為一種相干成像系統(tǒng)，星載SAR不僅可以提供幅度、相位、頻率等多種與地物特征相關的大量信息，而且還具有全天候的數據獲取能力，以固定的重訪周期對某一地表區(qū)域進行長時間的連續(xù)、穩(wěn)定的觀測，對學者揭示地學現象的時空變化規(guī)律提供了很大的幫助。
　　目前，InSAR技術是獲取地表高精度高程信息的代表性技術之一。作為其延伸，D-InSAR技術在監(jiān)測地形的微小形變和預測地質災害方面，有著巨

2、大的應用前景，但是它受到時間去相關、空間去相關和大氣延遲因素的影響。針對這個問題，20世紀末，意大利人Ferretti教授的研究小組提出了永久散射體技術，可以很好的克服制約D-InSAR技術發(fā)展的瓶頸問題。而且，與傳統(tǒng)的D-InSAR技術相比，基于永久散射體的雷達干涉技術對地形形變的監(jiān)測能力可以達到毫米級精度。
　　本論文首先論述了時間序列InSAR理論與方法的發(fā)展現狀，同時對該技術的發(fā)展前景和趨勢進行了分析與預測。然后針對PS-

3、InSAR技術，分析了相關原理并給出了其數據處理流程，對其中的關鍵技術做了實驗，并進行了分析，主要包括SAR圖像的配準、使用相干點識別方法進行PS點的探測，PS網絡解纏及線性參數的求解等步驟；最后利用實測數據，使用該技術實現了對地震區(qū)的形變速率的監(jiān)測，再結合SAR側視成像幾何關系圖，粗略得到研究區(qū)域的三維形變速率場。主要的研究內容如下：
　　1、SAR圖像配準。利用兩幅真實的ENVISAT衛(wèi)星SAR圖，并選取主圖像的中心點作為同名

4、點，利用SAR圖像頭文件里的基本參數，實現圖像的粗配準，并將配準結果與InSAR處理軟件Doris軟件的處理結果相比較，驗證算法的正確性；然后研究基于相干系數法的亞像素級配準算法，對軌道參數粗配準結果進行精配準，通過比較分析實驗結果，驗證算法的正確性。
　　2、相干點的選取。研究了振幅離差法、子視相關法兩種相干點目標提取辦法，并利用真實ALOS衛(wèi)星的三幅SAR圖像，分別用振幅離差法、子視相關法進行相干點的提取，將兩個方法的結果與研

5、究區(qū)域的Google地圖作對比，驗證算法的正確性，并將兩個方法的結果進行對比分析，分析各自的特點。
　　3、PS網絡解纏與線性參數求解。提取PS點之后，基于Delaunay三角網法構建PS網絡，然后基于構建的PS網絡建立相位差分模型，并對參數進行估計，最后利用最小二乘平差法進行線性參數的求解，得出各PS點上的形變速率值和高程修正值；為了得出整個區(qū)域的形變速率場，采用Kriging插值方法，插值模型選為高斯模型，得出整個區(qū)域的形變速

6、率場，將插值結果與預先設定的形變速率場作對比分析，驗證算法的正確性。
　　4、基于實測數據的PS-InSAR技術應用實例。首先，采用8幅由歐空局提供的真實ENVIST衛(wèi)星SAR圖像，是該衛(wèi)星在2008年11月10日至2009年09月21日時間段內拍攝的意大利拉奎拉地區(qū)的圖像（該地區(qū)于2009年04月06日發(fā)生6.3級地震），結合美國NASA提供的高精度SRTM數字高程DEM，基于開源InSAR處理軟件Doris平臺（選取2009年