[发明专利]一种基于时序的InSAR技术监测地表形变的方法

说明书

本发明涉及一种基于时序的InSAR技术监测地表形变的方法，包括：SAR数据选取，立体像对配准，噪声滤波处理，干涉纹图生成，去平地效应，相位解缠，高程及高程坐标系转换。本发明尤其适用于地形起伏较大(如山区)、地表形变较频繁(如人工活动区)地区的高精度相位解缠，可以避免传统算法中相位连续性假设和地表高程不变假设不适用造成的缺陷，提高了相位解缠精度，进而可以提高地表高程形变反演精度，为区域范围内输电线路沿线地质灾害提供了高精度的监测手段。

技术领域

本发明涉及输电线路勘测领域，具体涉及一种基于时序的InSAR技术监测地表形变的方法。

背景技术

我国是一个经常出现地质灾害的国家，近年来地质灾害发生的概率大大地增加，比如地震、滑坡等，这些地质灾害的外部表现就是地表的形变，这些地表的形变会产生非常大的危害，对于人类的生命安全会造成极大的影响。因此，尽早发现这些灾害并及时采取预防措施变得非常重要。

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)作为一种非常有效的技术，通过雷达来恢复原始信息，结果非常准确，因此在很多的方面都具有非常大的发展潜能，比如地下资源探测以及灾害监控等方面。近年来以三轨法(差分干涉法，DInSAR)和PSInSAR等为代表的InSAR技术蓬勃发展，技术愈发成熟，应用愈发广泛。InSAR方法获取地表高程形变信息中，最核心的技术步骤是相位解缠，相位解缠得到的真实相位直接可以通过数学公式转换为高程及地表高程形变。

在早期的InSAR技术体系中，相位解缠往往基于单基线(Single-baseline)展开，这类技术均建立在相位连续性的假设(phase continuity assumption)之上。然而，在山区等地形起伏较大的区域，相位连续性假设不成立，所以早期基于单基线的相位解缠技术在山区等地形起伏较大的区域容易产生相位跳变，得不到高精度的真实相位结果。为此，近年来研究人员发展了一些基于多基线的相位解缠方法，使得相位解缠过程不再依赖相位连续性假设，取得了一定的效果。然而，现有的多基线相位解缠方法考虑了新的假设，即假设时间序列SAR影像获取过程中地表没有发生大幅形变。显然，这个假设在一般情况下满足，但在人工活动较多或地质情况复杂的区域地表随时间经常发生形变，假设无法成立，进而导致现有方法存在缺陷，精度有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于时序的InSAR技术监测地表形变的方法，极大地扩大了传统差分干涉雷达的测量范围，解缠效率高，利用InSAR技术和相位解缠模型同时反演得到地表形变程度。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种基于时序的InSAR技术监测地表形变的方法，其改进之处在于，包括：

步骤1，SAR数据选取：通过SAR传感器获取SAR数据，形成立体像对；

步骤2，立体像对配准：将立体像对进行精确配准，根据配准多项式将立体像对的配准误差控制在1/8个像元以下；

步骤3，噪声滤波处理：对立体像对进行带通滤波处理；

步骤4，干涉纹图生成：对立体像对进行共轭相乘操作，生成干涉纹图；

步骤5，进行去平地效应操作，得到去平干涉相位图；

步骤6，进行相位解缠，计算影像的真实相位值，获得地表高程形变结果；

步骤7，进行高程及高程坐标系转换，得到国际标准地理参考系中的地表高程形变结果。

优选的，所述步骤1，SAR数据选取：通过SAR传感器获取SAR数据，形成立体像对，具体包括：

按照时间顺序获取N景SAR影像，其中，第1景SAR影像为主影像，其余N-1景SAR影像为副影像，形成立体像对。