[发明专利]一种利用BDS-InSAR数据融合的地表形变监测方法

说明书

本发明公开了一种利用BDS‑InSAR数据融合的地表形变监测方，涉及地表监测技术领域，包括：获取地表监测数据；对地表监测数据进行预处理；计算InSAR形变图中各像素的三维形变预测量；根据SISTEM方法，建立各像素三维形变、InSAR一维形变以及周围BDS站点处的三维形变之间的空间关系，根据空间关系计算各像素对应的Kalman增益，利用观测值与Kalman增益对各像素对应的三维形变预测量进行修正与更新，得到融合三维时刻形变。本发明提高了形变监测的监测精度及时空分辨率；利用大范围的InSAR监测形变，对某监测时刻的三维形变进行初级重构，可得到大范围的三维形变预测值；基于应力应变模型计算观测值，通过观测值对三维形变预测值进行改进，达到形变监测精度的提升。

技术领域

本发明涉及地表监测技术领域，具体而言，涉及一种利用BDS-InSAR数据融合的地表形变监测方法。

背景技术

合成孔径雷达干涉(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)技术凭借其全天时全天候、探测区域广等优点，在地表形变监测中得到了广泛应用，但由于重访周期与误差因素的影响，导致InSAR监测时间分辨率低且精度有限，同时InSAR只能获取雷达视线向的一维形变，不能较好表征地表真实形变情况。北斗卫星导航系统(BeiDouNavigation Satellite System,BDS)可达到毫米级的精确监测，但由于设备昂贵等原因只能稀疏分布在研究区域内，无法大面积覆盖，空间分辨率较低。融合两种监测技术，可提高地表监测的时空分辨率，同时进一步提高监测精度。

联合大地和卫星同步形变测量的应变张量估计(simultaneous and integratedstrain tensor estimation from geodetic and satellite deformationmeasurements,SISTEM)方法作为典型的BDS-InSAR数据融合方法，可在无需对BDS数据进行空间插值的情况实现融合，但其只考虑了两种数据在空间上的关联性，忽略时间关联性；而利用Kalman滤波实现BDS-InSAR数据融合可以实现时序动态获取融合形变，但需要将BDS数据插值至与InSAR观测数据相同的分辨率，从而引入插值误差。

发明内容

本发明在于提供一种利用BDS-InSAR数据融合的地表形变监测方法，结合Kalman滤波与SISTEM方法进行BDS-InSAR数据融合，有效增加BDS监测数据的空间分辨率以及InSAR监测数据的时间分辨率，同时提高检测精度，为大范围的高精度地表形变监测提供技术手段。

本发明提供了一种利用BDS-InSAR数据融合的地表形变监测方法，包括以下步骤：

S1、获取地表监测数据，包括Sentinal-1A卫星SAR影像、精密轨道数据以及分辨率为30m的SRTM1 DEM数据；

S2、对地表监测数据进行预处理，得到时序InSAR一维LOS向形变，以及连续的BDS三维形变；

S3、对于InSAR形变图中的每一像素，基于InSAR一维LOS向形变和BDS三维形变，进行InSAR地表三维形变初级重构，得到三维形变预测量；

S4、对于InSAR形变图中的每一像素，根据SISTEM方法，利用应力应变模型建立该像素三维形变、InSAR一维形变以及周围BDS站点处的三维形变之间的空间关系，根据该空间关系计算Kalman增益，利用观测值与Kalman增益对该像素对应的三维形变预测量进行修正与更新，得到融合三维时刻形变。

在本发明的一较佳实施方式中，步骤S2具体包括：

S21、利用Sentinal-1A卫星SAR影像、精密轨道数据以及分辨率为30m的SRTM1 DEM数据，获取时序InSAR一维LOS向形变量；

S22、对每天的BDS三维形变量取均值，并进行线性插值，获得连续的BDS三维形变量。