[发明专利]基于优化干涉图集的时序InSAR湍流大气延迟校正方法

说明书

本发明提供了基于优化干涉图集的时序InSAR湍流大气延迟校正方法，包括以下步骤：步骤1：优化选择获取Msubgt;1/subgt;幅高质量的干涉对；步骤2：进一步优化选择获取短时间基线的Msubgt;2/subgt;幅高质量的干涉对；步骤3：利用Msubgt;2/subgt;幅高质量的干涉对获取N景SAR影像的相对湍流大气；步骤4：结合获取的N景SAR影像的相对湍流大气和选择的Msubgt;1/subgt;幅高质量干涉图对应的构网方式获取Msubgt;1/subgt;幅高质量的干涉图对应的差分湍流大气，从而完成时序InSAR湍流大气延迟相位的校正；为了充分利用干涉图中湍流大气相位的物理特性发掘一种方便获取的、不受外部条件限制的、通用的时序InSAR湍流大气校正方法，提高时序InSAR技术的形变监测精度。

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达干涉测量技术在时序上的应用领域，特别涉及基于优化干涉 图集的时序InSAR湍流大气延迟校正方法。

背景技术

自上个世纪七十年代提出的合成孔径雷达干涉测量(Interferometricsynthetic aperture radar，简称为InSAR)技术被认为是一种新型的、现代化的、极具潜力的空间大地测量技 术和微波遥感技术。相比于传统的大地测量手段(比如水准测量或者GPS监测)，InSAR 技术具有全天时、全天候、大面积以及高空间分辨率的本质优点，从而被广泛地应用于各 类地壳运动(火山、地震、山体滑坡)和人类活动(地下水、石油、矿、天然气等的开采 以及各类人工建筑物)引起的地表形变中。为了尽可能克服InSAR干涉对中的各类噪声的影响同时提供长时间序列上的地表形变，各类不同的时序InSAR处理技术被不断提出。随 着InSAR技术的不断完善、SAR卫星影像的不断丰富以及免费公开获取的途径越来越丰富， InSAR技术逐渐获得了越来越多人的认可且在全球范围内的地质灾害防治、监测以及应急 处理中发挥越来越大的作用。

干涉图中的大气延迟相位最早被Massonnet在1993年利用DInSAR技术研究美国加利 福利亚Landers地震引起的地表形变时被发现。随后，Goldstein等第一次对重复轨道InSAR 技术中的大气延迟相位进行了定量的研究，发现单程的大气路径延迟达到28mm。1966年， Rosen在研究美国夏威夷地区的地表形变的实验中发现干涉图中的大气路径延迟达到12cm。 后来，Zebker等研究发现干涉图中的大气湿度20％的相对变化即可造成10～14cm的地表 形变误差或者80～290米的高程误差。时序InSAR干涉对中的大气噪声相位，特别是湍流 大气噪声相位是目前制约时序InSAR监测精度的主要因素之一。由于湍流大气在时空上具有高度的变化性，所以湍流大气引起的延迟相位难以通过确定的函数模型进行描述。伴随 着时序InSAR技术的广泛应用，越来越多的学者针对时序InSAR技术中的大气校正进行了 大量的研究，大致分为两大类----依靠干涉对自身的方法和依靠外部数据的方法：

依靠外部数据的方法主要是指利用外部的各种气象数据或者大气水汽湿延迟产品以及 数值气象模型等来校正干涉图中的大气延迟相位，具体地为：

(1)外部气象数据

外部气象数据是指利用外部气象手段获取的实验区域的温度、压强以及相对的湿度数 据，然后通过气象模型(如：Saastamoinen模型)来计算对应区域的大气延迟相位。最后 通过插值的方法，将计算的大气延迟相位插值到与InSAR干涉对相同的空间分辨率，从而 可以直接从干涉图中去掉这部分大气延迟达到InSAR干涉图大气校正的目的。然而，外部气象数据的空间分辨率普遍远低于SAR影像的空间分辨率，这将造成估计的干涉图中的大 气延迟相位与真实值存在一定偏差。

(2)大气水汽湿延迟数据