[发明专利]基于PS‑InSAR技术的地铁沿线周边环境历史沉降风险评估方法

权利要求书

1.一种基于PS-InSAR技术的地铁沿线周边环境历史沉降风险评估方法，其特征在于，包括：

以N幅SAR图像为输入，通过图像配准的方法将所有SAR图像配准到相同的网格内；

将所有获得的SAR数据组合成若干个集合，原则是：集合内的SAR图像基线距小，集合间的基线距大，并通过二轨法去除由地形起伏引入的干涉相位；

在图像中选择候选PS点(PSC)，并利用PSC的信息补偿由大气变化引入的误差相位和由轨道数据不精确引入的误差相位；

利用补偿后的相位信息对图像中所有像素点进行逐点分析，重新识别PS点，并估计其形变信息和高程误差信息。

2.根据权利要求1所述的基于PS-InSAR技术的地铁沿线周边环境历史沉降风险评估方法，其特征在于，SAR图像配准具体包括：在配准的过程中，选择N幅SAR图像中的一幅SAR图像为基准图像，将其他N-1幅SAR图像都配准到基准SAR图像的网格内；基准图像的选择需要综合考虑空间基线和时间基线两个指标，最佳的基准图像是到其他SAR图像空间基线和时间基线的加权平均值最小的那幅SAR图像；在处理过程中采用三级配准的方法：(1)基于卫星轨道数据的配准；(2)基于像素级的配准；(3)基于亚像素级的配准。

3.根据权利要求1所述的基于PS-InSAR技术的地铁沿线周边环境历史沉降风险评估方法，其特征在于，二轨法处理具体包括：先利用主辅SAR图像的卫星轨道数据和外部DEM信息，计算出DEM每个像素点的干涉相位，并将每个像素点投影到SAR图像的坐标系中；此时，DEM的像素点非均匀地分布在SAR图像的网格中；然后，利用Delaunay三角插值的方法对SAR图像的均匀网格进行重采样，获取由地形信息模拟的干涉相位图；最后，再在真实的干涉相位中减去由外部DEM模拟的干涉相位。

4.根据权利要求1所述的基于PS-InSAR技术的地铁沿线周边环境历史沉降风险评估方法，其特征在于，参考PS点(PSC)选择和提取PSC处的干涉相位具体包括：PSC的选择采用基于幅度统计特性的选择方法，此方法利用目标点的幅度离差信息来选择PS点，幅度离差的计算公式如下：

DA=σAmA]]>

式中，σ_A表示目标点在输入的N幅SAR图像中幅值的标准差，m_A表示目标点在输入的N幅SAR图像中幅值的均值；

先设定幅度离差门限D_Threshold，然后将那些满足条件D_A＜D_Threshold的像素点选为PS点，幅度离差门限D_Threshold设置为0.3；输入的SAR图像尽量多于25-30幅；

选出PSC后，提取PSC处的干涉相位，此时，提取的干涉相位为经过二轨法处理后的相位。

5.根据权利要求1所述的基于PS-InSAR技术的地铁沿线周边环境历史沉降风险评估方法，其特征在于，三维空时相位解缠具体包括：雷达获取的相位数据是缠绕在区间[-π,π)内的数据；因此，为了恢复目标点的真实相位，需要对相位数据进行解缠绕处理。目标点真实相位和缠绕相位关系的数学表达式如式所示：

n为整数

相位解缠处理也就是估计未知整数n的过程；

在PSInSAR的处理过程中，需要对空时三维进行相位解缠，在空间二维的图像域，先根据PSC的位置建立Delaunay三角网格，然后再利用MCF算法获取空间二维的解缠结果。

6.根据权利要求1所述的基于PS-InSAR技术的地铁沿线周边环境历史沉降风险评估方法，其特征在于，估计并补偿大气和轨道误差相位具体包括：大气相位和轨道误差相位是随空间缓变的，建模为以空间二维坐标为自变量的一阶函数或者建立为二阶或高阶函数)

式中，待估参数有三个A，B和C，而ε和η分别表示PSC在SAR图像中所对应的距离和方位二维坐标。

7.根据权利要求1所述的基于PS-InSAR技术的地铁沿线周边环境历史沉降风险评估方法，其特征在于，PS点重新识别及形变反演和高程误差估计具体包括：识别一个点是否是PS点是看这个点是否与已知的形变和高程误差模型相比匹配，判断模型匹配的方法可以依据这个点的时间相关系数，其计算公式如式所示：

式中，表示目标点P在第i幅干涉图像中的干涉相位即补偿大气和轨道误差相位后，m_i(P)表示由目标点P的形变运动模型和高程误差模型估计出的相位。最后通过设置相关系数门限，将大于门限的像素点选为最终的PS点，并估计这个PS点的形变量和高程误差。