[发明专利]一种基于干涉图闭合环的InSAR解缠误差探测方法

说明书

本发明公开了一种基于干涉图闭合环的InSAR解缠误差探测方法，获取研究区域的SLC影像，进行多视、滤波、干涉、去平、去除地形相位、解缠操作，获取解缠的InSAR差分干涉图；选择目标干涉对，探测能与目标干涉对组成闭合环的其他两个干涉对，得到多组干涉图闭合环，解算每组中三个干涉对的残差；对含有轨道误差的干涉对闭合环残差进行多项式拟合，并用最小二乘方法求解多项式参数，求解闭合环残差与多项式拟合结果的差值；取各组闭合差结果中绝对值小于0.5·2π弧度的像素，其他像素掩模掉，将保留的各个差值干涉对取并集；将并集结果与目标干涉对像素取交集，目标干涉对掩模掉的像素便是解缠误差存在的像素。本发明提高了定位解缠误差结果的有效性及准确性。

技术领域

本发明涉及一种InSAR解缠误差的探测方法，具体是基于重访周期较短的多个复数影像，使用小基线技术组成的解缠对，适用于任何波段、平台、频率获取的大量干涉对解缠误差探测的情况。

背景技术

为了更准确和高效的获取地球表面的变化信息及地球内部的变化规律，已有一些较为成熟的大地测量观测手段，如：水准、经纬仪、全球观测系统等广泛应用于地球环境监测。然而这些技术虽灵活便利、具有较高的时间分辨率，但是对于大区域长时间的形变监测仍存在许多不足：1)网点布设需要较大的劳动强度及昂贵的成本花费；2)点状观测特征难以满足重点区域高分辨率的需求；3)在危险性较高、人无法到的区域、现代高楼林立的城市特征，这些技术无法获取数据或者受误差影响较大，无法满足形变观测要求。

合成孔径雷达干涉测量(InASR)自上世纪九十年代成功应用于地震形变监测以来，因其高分辨率、全天候获取、无需地面辅助的优点得到广泛发展，而且已经成功应用在火山喷发、冰川漂移、滑坡、泥石流、地震、矿山沉陷等地质灾害的地表形变监测^[1-3]。InSAR采用的主动式微波成像，相位值为地表与传感器之间距离的变化量，强度值反映了地表的散射特征。同时，微波相位易受时空失相干和大气误差的影响，针对上述两项误差，目前已有永久散射体技术和小基线集技术和两者的结合来最大限度的消除上述误差。然而，除了轨道误差、大气效应、失相干等误差影响，一个周期的解缠误差对形变的贡献量为λ/2，对C波段而言即是2.8cm，因此，解缠误差，作为InSAR技术中一个关键性问题，已不容忽略，否则会造成污染到最终参数的求解。

如何正确探测干涉图中的解缠误差并最大化的保留干涉图的相位信息，目前国际上主要的方法主要有以下几种：1)将解缠误差和形变量及DEM误差参数同时解算，将含有解缠误差的相干点作为粗差滤除。永久散射体技术中，选择裸露岩石等长时间内保持相干性的相干点，组成三角网，弧段间因距离较短，大气误差可忽略，相差值如果大于设定的阈值，则认为含有解缠，并将含有解缠误差的弧段作为粗差去除，同时解算弧段间的形变及DEM误差，通过网平差来最终获取全局相干点的形变量和DEM误差，具体详见参考文献^[4]。2)将干涉图预处理，探测出解缠误差，小基线技术中通过干涉图闭合环中的粗差值探测解缠误差，将闭合环残差较大的像素在组成闭合环的三个干涉图中掩模掉，详细步骤在干涉图^[5]。将解缠误差和形变参数即DEM误差一起解算中，没有考虑大气误差的影响，容易造成解缠误差的不准确判断；仅用单个闭合环检查干涉图的预处理方法中，并不能确定误差所在哪个干涉图上，而且闭合环会有呈现有规律的轨道误差，收部分低相干区域的影响，解缠误差并不总是呈现明显的块状分布，逐个手动检查来定位解缠误差的位置和范围并不现实。因此，上述方法无法有效确定干涉图上的解缠误差。

通过以上分析可总结，在预处理阶段有效定位解缠误差所在像素并最大化保留干涉图的干净的相位信息显得尤为重要，现有的方法并不能满足此要求。实际上，干涉图中会同时存在形变量、轨道误差、DEM误差、大气噪声、解缠误差、随机噪声，如何有效的分离出解缠误差并没有得到有效的解决。