极具潜力的空间对地观测新技术——合成孔径雷达干涉

“合成孔径雷达干涉 (In SAR)”是近十年发展起来的空间对地观测遥感新技术。它具有从覆盖同一地区的星载 (或机载 )合成孔径雷达复数图像对提取干涉相位图 ,借助于雷达成像时的姿态数据重建地表三维模型 (即数字高程模型 )的巨大潜力。尤其是基于多幅雷达复数图像处理的差分干涉技术 (D- In SAR)可以用于监测地表形变 ,精度可达厘米级甚至更高 ,其监测空间分辨率是前所未有的。介绍了 In SAR和 D- In SAR的基本原理 ,对影响干涉结果的一些重要因素做了分析 ,重点回顾和展望了差分干涉技术在与地表形变有关的地震监测和震后形变测量、地面下沉和山体滑坡、火山运动监测等方面应用的现状和前景。

苏州地区地面沉降的星载合成孔径雷达差分干涉测量监测

利用欧洲空间局ERS-1/2获取的苏州地区1993～2000年SAR数据,通过差分干涉测量处理,得到1993～1995,1995～1998和1998～2000年苏州市地面沉降场测量值.地面水准测量数据的验证分析表明,差分干涉测量值与水准测量值的相关度达0.943,标准误差均值为0.1706,雷达差分干涉测量精度可达5mm(以水准测量代表地面形变的真实情况).文中以7个水准测量基准点为例,分析上述3个时段的地面沉降速率,其总体趋势反映苏州市地面沉降速率趋于减缓,说明近年苏州的地面沉降得到了有效的控制.研究结果表明,SAR差分干涉测量技术进行城市地面沉降方面监测和时空演化特征研究具有很大的优势,同时可用于其他类型城市地质灾害的监测.

煤矿开采沉陷监测——基于合成孔径雷达差分干涉测量的研究

采矿引起地面沉陷是矿区经常发生的一种破坏性灾害。作为空间对地观测技术的一个重要分支——合成孔径雷达干涉测量技术,可以实现高精度大范围的矿区开采沉陷监测,越来越受到人们的重视。采用"两轨法"差分干涉测量技术对矿区开采沉陷监测进行了试验研究,提取了垂直形变图,分析了试验区开采沉陷随时间变化的规律,并对沉陷区作了剖线分析。

星载合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术在形变监测中的应用概述

本文综述了地球表面形变的主要类型 (包括开采沉陷、地表沉降、地壳运动、地震形变、火山运动、冰川运动及山体滑坡等 )及其在我国的分布状况 ,结合合成孔径雷达干涉测量 (包括InSAR及D InSAR ,统称InSAR技术 )的技术原理及特点 ,介绍了国内外InSAR技术近年来在形变监测领域的应用与发展。通过与传统形变监测及GPS监测技术的对比后指出 ,由于InSAR特有的技术特点 ,使其在各类形变监测应用中具有传统方法无可比拟的技术优势 ,必将对形变监测的发展起到极大的推动作用。

基于子空间投影的干涉合成孔径雷达基线误差估计

针对干涉合成孔径雷达中存在的基线误差会严重影响高程测量的精度问题,提出了一种新的干涉合成孔径雷达基线及卫星平台高度误差估计方法.利用地面目标点的信息,通过子空间投影的方法估计精确的干涉相位进而得到估计的基线误差.该方法不需要迭代搜索,运算量小,估计精度较高,对解缠的干涉相位具有较高的稳健性,且对噪声具有良好的抑制作用.

利用合成孔径雷达差分干涉测量技术监测伊朗Bam地震同震形变场

介绍了差分干涉测量的原理、差分干涉数据对的选取方法,以及三轨法差分干涉测量数据处理的流程。利用星载合成孔径雷达差分干涉(D-InSAR)测量技术和ENVISAT ASAR雷达数据对2003年12月26日伊朗Bam 6.5级地震引起的地表形变场进行了测量试验,成功地获取了Bam地震的蝴蝶状的同震形变场生成了地表形变的等值线图,并且根据相干图确定了地震造成破坏最严重的区域的位置、分布及面积。试验证明D-InSAR技术是地表形变测量和地震研究的一个强大和有效的工具。

合成孔径雷达差分干涉形变监测的质量评定分析

通过对D-InSAR数据处理过程中的不同误差进行分析,尤其是通过对差分干涉图和相位解缠的质量指标进行了详细分析和比较,研究了D-InSAR监测方案的质量评定与方案选取问题。并以西安地区1992～1993年间不同航迹,不同ERS干涉对的三个地面沉降监测方案为例进行了试验分析,结果显示采用干涉图和相位解缠的质量评定指标可以很好的进行监测方案的优选。

合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术在多年冻土区地表变形监测中的应用

多年冻土区地表变形严重影响着区域内生态环境和工程设施的稳定性。合成孔径雷达差分干涉测量(differential interferometric synthetic aperture radar,D-InSAR)技术作为一种新型的空间对地观测技术,为多年冻土区地表变形监测提供了新方法。通过近20年的不断深入研究,利用D-InSAR技术的多年冻土区地表变形监测取得了大量研究成果。首先介绍了D-InSAR技术测量地表变形的理论基础,进而概述了D-InSAR技术在多年冻土区地表变形测量中的应用现状,然后总结了D-InSAR测量过程中存在的关键问题及可能的解决方法。在此认识和分析的基础上,对D-InSAR技术今后在多年冻土区地表变形监测中的发展方向进行了探讨,以期为D-InSAR技术在多年冻土区地表变形监测中的推广应用和深入研究提供参考。

基于合成孔径雷达差分干涉测量技术的济南轨道交通1号线地表沉降监测

针对传统水准测量点观测的工作量大、易受外界环境影响、观测结果不直观等问题,利用20景Sentinel-1A卫星数据,依托合成孔径雷达差分干涉测量技术的空中遥感、形变敏感度高、微波穿透力强、几乎不受气象制约等特点,对济南轨道交通1号线地表沉降进行监测探究,并与传统精密水准测量数据进行对比分析。结果表明:此方法可直观显示济南轨道交通1号线沿线周围地表沉降情况,且监测结果与传统精密水准测量监测结果间的一致性很高,对轨道交通建设和运营的安全管理、安全预警具有一定的参考意义。

合成孔径雷达差分干涉测量在矿山开采区变形监测中的应用

合成孔径雷达差分干涉测量技术近年来发展迅速,被证明是一种针对矿山开采区变形监测的有效方法。因此对合成孔径雷达差分干涉测量在矿山开采区变形监测中的应用进行深入探究,包括对矿山开采区地表变形监测中的应用与矿山开采区沉陷变形监测中的应用进行了分析。

永久散射体雷达差分干涉应用于区域地表沉降探测

永久散射体干涉测量技术可以克服常规干涉方法在区域地表形变测量中的雷达信号失相关和大气延迟影响.本文对基于永久散射体的干涉处理全过程进行了分析,基于差分相位的两个主要特性:沉降信号时序相关、地形相位与空间基线成比例,提出构建PS网络,并采用间接观测平差法估计沉降速度网和高程修正网的全局最优解.实验选取上海地区近10年间的ERS-1/2卫星C波段SAR数据进行干涉处理,在永久散射体上分离形变信号、高程修正和大气分量,并最终提取上海地区高分辨率地面沉降速度场,PS结果与地面精密观测成果吻合较好.

联合多孔径雷达干涉与常规合成孔径雷达干涉提取三维形变场

提出基于卫星升降轨多孔径雷达干涉(MAI)与常规InSAR联合处理的严密模型(融入了三维位移分量及相位解缠偏差校准参数)和基于加权最小二乘解算的方法提取地表三维形变场。以2003年伊朗Bam地震为实验区,选择已有滑动断层模型和基于像素偏移估计(AZO)的方位向形变结果作为参考,对联合解算所得到的三维形变场进行准确性评价。分析表明,MAI在方位向形变的估计精度和计算效率比AZO均有明显提升;实测形变场和已有滑动断层模型吻合程度较高,二者在垂直、南北和东西3个方向的均方根误差分别为2.7、4.1和3.2 cm。

基于永久散射体雷达差分干涉测量的城市地面沉降研究——以上海地面沉降监测为例

基于永久散射体雷达差分干涉测量技术，提出探测永久散射体的振幅信息双阚值方法，研究上海陆家嘴地区在1992～2002年的地面沉降，获得该地区的线性和非线性沉降量以及区域沉降场，证实了地表形变在1km范围内具有强相关性。结果显示陆家嘴地区在1992～2002年间的线性沉降速率为13．2mm／a，总体平均沉降速率为16．8mm／a，与实测结果之间具有较高的一致性。研究表明，PS—DInSAR技术不仅可有效探测地表离散目标的线性形变，还可探测其非线性形变以及获取地表区域形变场，并且可监测地表形变的时序变化过程。除了可用于城市沉降监测外，PS—DInSAR技术还可用于地震、火山、滑坡等地质灾害的监测。

合成孔径雷达干涉技术及其在地表形变监测中的应用

合成孔径雷达干涉是一项较新的空间测量技术。它使用卫星或飞机搭载的合成孔径雷达系统获取高分辨率地面反射复数影像 ,每一分辨元的影像信息中不仅含有灰度信息 ,而且还包含干涉所需的相位信号。干涉技术主要是从覆盖同一地区的多幅合成孔径雷达图像提取干涉相位图 ,通过影像处理、一些特殊的数据处理方法 (如相位解缠等 )和几何转化来获取数字高程模型或探测地表形变等。尤其重要的是 ,用此技术监测地表形变最高可达毫米级精度。近十年来 ,合成孔径雷达干涉测量技术一直是研究的热点。随着合成孔径雷达干涉技术的逐渐成熟及新一代星载系统的发射 ,其图像分辨率和产品精度仍会继续得到提高。由于合成孔径雷达干涉技术具有前所未有的连续空间覆盖、高自动化和高精度的监测地表形变的能力 ,加上此技术广泛的应用前景 ,它已经吸收了各国学者的普遍关注。在地壳变形、地震监测和震后形变测量、火山运动、地面下沉以及冰川漂移等方面 ,均已开始运用合成孔径雷达干涉技术 ,有些已取得了较满意的成果。本文首先介绍合成孔径雷达的基本原理、发展及其特点 ,最后回顾及分析该技术在监测地面变形中的研究及应用。

天基干涉合成孔径雷达技术发展与展望

天基干涉合成孔径雷达(InSAR)技术发源自合成孔径雷达(SAR)技术,突破性地实现了平面向立体维度的拓展,并在此基础上衍生了差分干涉(D-InSAR)等一系列技术研究方向。经过近30年的技术积累和工程实践,InSAR技术已从理论走向工程实践,填补了天基高效测绘手段的空白,产生了极大的应用效益,其中,德国TerraSAR-X/TanDEM-X系统、我国天绘-2卫星系统均为典型代表。同时,基于InSAR技术体制以及在轨数据的积累和研究,不断衍生新的技术方向、新的应用前景,该技术领域仍具有极大的发展潜力和广泛的应用前景。本文从InSAR技术原理出发,介绍了天基InSAR卫星的发展现状及典型应用。通过天绘-2卫星系统真实在轨数据的分析与解读,阐述了我国在该领域的工程与技术基础。通过分析天基InSAR主要应用方向的观测需求,给出了未来该领域的发展方向。

雷达差分干涉测量技术及其应用研究——以1997年西藏玛尼7.9级地震区域形变测量为例

雷达差分干涉测量是一种最新的大地形变测量遥感技术方法，本文对差分干涉技术的原理及具体实现进行了深入研究，并讨论了差分干涉测量结果的误差。利用欧洲空间局1996年4月15日获取的ERS-1数据和4月16日获取的ERS-2数据，以及1997年12月2日获取的ERS-2数据，应用差分干涉测量技术对发生于1997年11月8日的西藏玛尼地震进行了提取区域形变场的应用研究，从得到的变化检测条纹图中可识别出地表破裂带，还可定量推算震中周围和两条断裂带附近的变形情况，差分干涉测量结果与地面调查符合得很好。

基于合成孔径雷达干涉测量技术的地面沉降研究综述

综述了合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术的研究现状及其在监测地面沉降方面的优势和缺陷。与传统监测方法相比,InSAR技术在地面沉降监测方面主要具有全天候、大范围、高分辨率、高精度等优势,但在实际应用中则会产生去相关问题。探讨了利用该技术监测地面沉降的发展方向,认为应将InSAR与GPS及传统的水准测量等方法结合使用,合理利用各技术之间的互补性。

浅谈合成孔径雷达干涉差分干涉测量(D-InSAR)技术在地铁沿线形变精细化监测中的应用

合成孔径雷达干涉技术是最近三十年发展起来的一种空间对地测量技术,目前已广泛应用于地表信息采集即地表变形采集领域。本文介绍雷达干涉测量(InSAR)和D-InSAR的基本原理,分析了合成孔径雷达干涉差分干涉测量(D-InSAR)技术相对于传统测量技术的优势与应用,重点对成像原理、干涉测量中消除区域地形相位中常用的两轨法、三轨法、四轨法等不同差分干涉方法进行了分析。

合成孔径雷达干涉测量在地震研究中的应用

介绍了将合成孔径雷达干涉测量 ( In SAR)用于检测地表形变 (地壳形变和火山形变 )和应用于地震研究所取得的进展与结果 ,提出了相关的问题 ,指出了 In SAR在地震研究中的应用前景。