[发明专利]城市道路沉降InSAR评价方法

说明书

本发明关于一种城市道路沉降InSAR评价方法，包括取多期的监测区域内的时间序列InSAR结果，时间序列InSAR结果包括监测点空间位置、形变速率大小、逐期形变量大小；判定筛选其中的形变量异常点位；采用空间分析方法，求道路和异常点位的空间交集，选择得到与道路重叠的异常点位。本发明所述的一种城市道路沉降InSAR评价方法，使得InSAR软件能够识别筛选出形变量存在突变的点位，然后通过空间分析方法，求道路和突变点位的空间交集，选择得到与道路重叠的异常点位，进而能够应用InSAR技术直观表征出道路沉降情况，用于评价道路状态。

技术领域

本发明涉及城市地质灾害防治领域，特别是一种城市道路沉降InSAR评价方法。

背景技术

合成孔径雷达干涉(Synthetic Aperture Radar Interferometry，InSAR)是正在发展中的极具潜力的微波遥感技术。合成孔径雷达通过发射雷达波照射目标体，接收反射信号，得到被观测物体的信息，是一种主动观测技术。InSAR技术广泛应用于城市、重要建筑物、地质灾害等方面的监测，可提供目标监测对象的形变趋势信息。近年来，许强等提出基于天地空一体化的地质灾害识别手段，基于光学遥感、InSAR(合成孔径雷达干涉)和LiDAR(激光雷达)多源遥感手段所获取“三形”信息，进行灾害体的识别技术方案，其中InSAR技术是作为“形势”判断的重要依据。时间序列InSAR利用多期影像去除干扰信息，能够极大提高形变监测的精度，当前应用范围较广的两种时间序列InSAR技术为SBAS-InSAR及PS-InSAR技术。其中SBAS-InSAR技术，使用多期影像两两组合形成干涉对，选取干涉质量高的干涉对，去除干涉质量差的干涉对，通过多期的干涉，能够发现观测时间内的各类噪声相位的规律，从而进行去除。而PS-InSAR技术在多期影像中寻找所谓的“永久散射体点”，也就是在雷达影像上表现为长期变化较小的点，如各类构筑物，裸漏岩石等固定物体，对这些物体进行连续的观测，对永久散射体能够得到非常高的形变监测精度。时间序列InSAR技术已经广泛应用于广域形变监测工作中，例如采空区、城市建筑、重要基础设施等。

时间序列InSAR技术可以获取两个层面的信息：

(1)形变速率，如图1所示为成都市的形变速率分布图，使用分级设色法可以反映其形变速率大小的空间分布，通过形变速率的制图来阐述速率空间分布的大小；

(2)形变量时间序列变化，InSAR技术能够获得每期形变量相对于第一期的变化大小，即形变量在时间维度的变化特征，也能反映监测目标的形变特征，如图2所示。

各种应用主要关注InSAR监测结果中，形变速率异常的点位：

(1)第一类点位：形变速率较大的点位，如图3所示；

(2)第二类点位：形变量在某个时间点之后突然发生较大沉降的点位，如图4所示。

而现有技术仅通过分级设色图，对形变速率较大的点位(第一类点位)进行制图，并阐明第二类点位空间分布特征，由于InSAR软件多采用拟合形变速率，第二类点位的形变速率一般较小，较易被忽略，而第二类点位的形变量突变在实际中往往对应着地表稳定性的突然失衡，可能是路面塌陷、滑坡等地质灾害的前期表征。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种城市道路沉降InSAR评价方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种城市道路沉降InSAR评价方法，包括：

步骤一、取多期的监测区域内的时间序列InSAR结果，时间序列InSAR结果包括监测点空间位置、形变速率大小、逐期形变量大小；

步骤二、设有总共n期观测数据，单个监测点位的时间序列InSAR数据结果包括：

S1、过第一期和最后一期坐标做斜线Line1，计算Line1的斜率和截距；