[发明专利]融合像元偏移跟踪和短基线集的矿区地表形变解算方法

摘要

一种融合像元偏移跟踪和短基线集的矿区地表形变解算方法。适用于地表矿区地表形变研究使用。其步骤为：对矿区地表形变区域进行预估；选取时间序列上相干图中的高相干点；利用时序偏移量跟踪算法恢复大形变区域高相干点的相位整周数N；大形变区域和小形变区域的高相干点联合建立短基线集解算模型；矿区地表高程误差及形变速率的解算。其监测精度高、范围大，实现操作过程简单，费用低，克服了传统时序InSAR方法无法正确获取矿区大形变梯度下的地表沉降问题，也解决了基于SAR幅度信息的时序像元偏移跟踪算法和基于差分相位的短基线集技术难以联合解算地表形变速率和高程误差的问题，具有广泛的实用性。

主权项

1.一种融合像元偏移跟踪和短基线集的矿区地表形变解算方法，其特征在于步骤如下：步骤1：预估矿区地表形变区域：选取被测因煤炭开采导致的矿区，利用卫星雷达获取矿区的SAR影像，利用DInSAR或开采沉陷预计得到的地表沉降结果，将SAR影像区域中相邻像元形变差大于SAR影像波长一半的下沉盆地初步划分成大形变区域，将像元形变量小于10mm设定为无形变区域，其余区域设定为小形变区域；步骤2：选取时间序列上相干图中的高相干点：设定SAR影像的时间和空间基线阈值，选取小于阈值的SAR影像进行干涉处理，再依据相干性获取整个或大部分时间序列上具有高相干性的点位；步骤3：利用时序偏移量跟踪算法恢复大形变区域高相干点的相位整周数N：在划分出的无形变区域内选取相干性大于0.3的高相干点计算整体偏移量，利用最小二乘原理建立偏移量的双线性多项式内插函数，将形变区域内相干点的影像坐标带入内插函数计算形变区域内相干点的整体偏移量；利用小窗口最大频谱配准对大形变区域的高相干点进行精确配准，获取局部区域偏移量；从局部精确偏移量中去除整体偏移量，并去除未下沉区域因地形起伏引起的残差，从而获取最终的视线向像元偏移量offset；利用视线向像元偏移量offset得到大形变区域高相干点的相位整周数N，利用相位整周数N和大形变区域内高相干点的原差分缠绕相位联合恢复大形变区域高相干点的真实相位差δΦb；步骤4：利用大形变区域和小形变区域的高相干点联合建立短基线集解算模型：在随机时间点t1、随机时间点t2分别采集了两幅被测矿区的SAR影像信息，判断步骤2选取的相干点位于SAR影像的小形变和无形变区域时，通过传统最小费用流方法解缠差分干涉图中高相干点(l，m)的真实相位差δΦs；判断高相干点(l，m)位于大形变区域时，不能采用传统最小费用流方法解缠差分干涉图中高相干点(l，m)真实相位差，此时则由步骤3获取高相干点(l，m)的真实相位差δΦb；最终，利用δΦs、δΦb联合构建短基线集的解算模型；步骤5，解算矿区地表高程误差及形变速率：利用短基线集处理模型，采用最小二乘解算矿区高相干点处地表高程误差及形变速率，在获取矿区地表形变后，通过反演矿区概率积分法预计参数，最终获取矿区地表沉陷预计及分析模型，为矿区沉陷工程应用提供基础数据。