PS-InSAR技术在西秦岭北缘断裂带地壳微小形变监测中的应用

D-InSAR技术可以测得地壳垂直形变精度达到mm级,但由于其受空间、时间失相干和大气延迟的限制,导致其在监测地壳长期缓慢形变中的应用受到限制。而PS-InSAR作为D-InSAR技术的创新,在克服时间失相干的同时还可以计算并消除大气影响,使得干涉处理得到的结果更加精确。文中以西秦岭北缘断裂带甘谷地区为实验区,利用从2008年5月至2010年9月共14景ENVISAT ASAR数据,采用PS-InSAR技术对该实验区地壳微小形变进行探测。研究结果得到西秦岭北缘断裂带甘谷地区断裂带南北两盘的相对滑动速率约为5mm/a,点目标的形变速率和形变方向均与西秦岭北缘断裂的左旋运动特征相符,并与其他学者的研究结果有较好的一致性,表明PS-InSAR技术在监测地壳微小形变中具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。

高分辨率星载SAR矿区灾害监测的应用潜力

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)遥感与成像具有全天时、全天候、能穿透风云雨雪和植被等独特优势,是近20年空间遥感与对地观测技术最重要的进展.进入21世纪,一系列高分辨率星载SAR的成功运行,标志着雷达遥感与对地观测进入了一个新时代.总结高分辨率SAR数据的优越性以及中低分辨率SAR数据分辨率不高造成的应用瓶颈问题.概述目前在轨的高分辨率SAR卫星———意大利的COSMO-Sky Med卫星、加拿大的Radarsat-2卫星和德国的Terra SAR-X卫星传感器特征,通过调研目前国内外高分辨率SAR后向散射信息和相位信息在变形类地质灾害监测特别是矿区地质灾害监测领域的应用,展望了高分辨率SAR在矿区开采沉陷与地质灾害监测的应用前景.

D-InSAR时序开采沉陷观测的干涉策略选优

为了更好地提取开采沉陷形变的动态演化规律,针对开采沉陷D-InSAR时序差分干涉测量,对比分析了二通加外部DEM和三通差分干涉测量4种模式的优缺点.结果表明,对于D-InSAR地表形变信息提取和时序分析,二通加外部DEM的InSAR干涉策略有致命缺陷,三通法差分较优;得出的采用"累积式"和"相邻重访周期式"相结合的干涉策略,可以提高可靠性,结果可以相互验证,是最优干涉策略.

矿区形变区及中心形变速率研究

以河南省鹤壁市鹤壁二矿、三矿、五矿和六矿为实验区,采用永久散射体差分干涉测量技术(PS-InSAR),对实验区2008—2010年共12景ENVISAT ASAR数据时序SAR影像进行处理.实验结果提取出6个形变较大的相位变化区域,与实际矿区空间位置有良好的吻合,在2008—2010年期间累积形变量最大至60 mm,最大形变速率为25 mm/a,其它形变区域中心的形变速率都在16～20 mm/a之间.

CR-InSAR与PS-InSAR联合解算方法及在西秦岭断裂中段缓慢变形研究中的应用

本文结合CR-InSAR、PS-InSAR技术,将CR、PS点联合构网,采用LAMBDA方法进行相位解缠,研究西秦岭北缘断裂带中断的微小形变,结果得出断裂带表现出左旋走滑运动特征,断裂带南盘平均形变速率为2.3mm·a^(-1),北盘平均形变速率为-1.5mm·a^(-1),南北两盘平均形变速率差异为3.8mm·a^(-1),与其他学者GPS、地质测年研究成果相近.对研究区内的角反射器(CR点)安装、影像特征分析及形变解算进行了较为详细的论述,并对比分析了CR、PS点联合构网和PS点单独构网解算结果,得出对地质环境复杂的断裂带做永久散射体形变研究时,CR、PS点联合构网解算结果好、研究结果可靠.说明CR、PS点联合构网中,CR点由于其自身的高稳定特性,对整个解算网络起到了很好的整体控制作用,保证了解算结果正确.

基于SAR相干系数图像的城市边界提取

相干系数图像对SAR散射体特性的变化十分敏感,对于城区表面特殊物理结构的探测、城市演化和灾害评估等有研究价值。采用豫北地区时间基线为70 d的ENVISAT ASAR雷达干涉相干系数图像,通过分析相干系数图像遥感物理特征,采用二值化、滤波去噪、连接外边界、区域填充、人工干预去噪、边界修整等一系列图像处理方法,最终用MATLAB软件的边界提取函数和算子提取出豫北地区8个县市的最外边界。经过与光学影像分类结果对比,吻合度较好。

南水北调总干渠中线工程豫北段基础稳定性的InSAR时序分析

南水北调总干渠中线工程豫北段受矿区开采沉陷、区域地质构造活动及城市地下水开采沉降等多种威胁,区域地质结构稳定性较差.为了评估干渠沿线基础稳定性,为引水工程提供安全评价保障,以南水北调中线豫北段为例,利用2009年全年共9期ENVISAT ASAR雷达数据,采用二通加外部DEM的D-InSAR数据处理算法和“相位累积式”干涉测量甄别大气影响,采用“相邻重访周期式”干涉测量减小时间退相干影响,获得了沿线126km渠段、33个监测点在2009年8个时间段的时序差分形变相位图像;提取了不同时期采矿、地下水开采造成的地面沉降区及沉降幅度信息;评价了区域活动构造及稳定性.研究表明：研究渠段全线有不均匀下沉,350d累积最小下沉量为-33mm,最大下沉量为-73mm.年下沉速率0.34～0.76m/a,年平均下沉速率0.53m/a.监测点下沉总体符合指数分布,平均相关系数R2=0.741 8.根据监测点下沉拟合曲线预测,调水于渠多数段落基础下沉趋稳;南水北调中线工程豫北段受多种因素叠加影响,总体基础稳定性较差,地质构造活动、城市地表沉降为主要影响因素,基础施工为次要影响,矿区开采沉陷对基础失稳未见直接相关性.

一种干旱半干旱地区决策树分类方法

以内蒙古自治区伊金霍洛旗为研究区,利用Landsat TM影像,对干旱半干旱地区土地利用信息进行提取。在ENVI软件的支持下,分析了影像的光谱特征及NDVI,NDBI,NDWI特征变量,并运用灰度共生矩阵对影像进行纹理特征提取,得到熵纹理特征图像,确定各类地物的阈值,运用决策树分类法对影像进行分类。结果表明,结合光谱特征和纹理特征的决策树分类方法,提取干旱半干旱地区土地利用信息可行且准确性较高。

无人机遥感在烟田监测中的应用——以湖南省宁乡县黄材镇烟田监测为例

传统的烟田面积及植株数统计工作通常采用人工实测作业方案,需要投入大量的人力、物力和财力,且得到的结果依然会存在很多问题。而近年来无人机遥感因具备无人、自动、高效、高分、生产周期短等优势,获得广泛应用,已成为当今遥感技术应用发展热点。本文采用无人机遥感方式监测烟田形态特征和种植情况,设计了无人机航摄、影像数据获取及数据处理的解决方案,经数据处理和统计分析得出目标区烟田区域位置、面积及株数等详尽信息。与烟田实际情况比对大致吻合的结果表明:无人机用于烟田监测可行,应用前景良好。

豫北安阳市区及水冶镇城市地面沉降的时间序列分析

地面沉降及其引发的次生灾害已成为我国城市主要地质灾害之一,对地面沉降进行大范围、持续、动态监测是城市智慧建设与管理、维护城市可持续发展的基础,也是预防、预警城市地质灾害发生的有力保障。PSInSAR技术克服了常规DInSAR技术的时间、空间失相干等影响,采用二维线性(或非线性)模型、时空滤波方法去除长时间观测序列干涉图中的相位噪声,对高相干点的差分干涉相位回归分析,即可获取大面积地表形变动态演化信息。本文以豫北安阳地区为实验区,对2008年3月至2009年12月近两年时间的11期ENVISAT/ASAR SAR数据进行PSInSAR处理,获得安阳地区地表沉降速率场。研究发现,安阳城区及西郊都存在明显的地面沉降,城区有龙安、殷都、北关、文峰4个区因超采地下水导致地面沉降,其中最大沉降位于文峰区,沉降速率达-38 mm/a,而西郊水冶镇因矿区地下开采而缓慢下陷形成沉降场,其最大沉降速率达-32 mm/a。

基于Skyline的输电线路巡检数据可视化系统研究

随着电力建设的迅速发展,输电线路巡检工作逐步采用无人机开展实施,提高了巡检效率,产生了大量非结构化数据,导致不能快速实现多源海量数据的融合、可视化展示。针对传统电力GIS系统无法对非结构化数据融合、展示不足的问题,笔者提出了一种基于Skyline的输电线路巡检数据三维可视化方法。最后,通过原型系统的实现验证了系统设计既能初步解决非结构化机巡数据统一化管理的问题,又能提供三维可视化环境,消除了非结构化数据可视化的短板,在实际工作中具有重要的意义。

基于Spring Boot框架的直升机巡视计划优化系统研究

随着电力建设的迅速发展,输电线路巡检工作逐步采用直升机开展实施,作业计划越来越多,单纯依靠巡检人员主观安排计划已无法满足需求。针对这一现状,研究目前广泛应用的Spring Boot框架技术,构建了直升机巡视计划优化系统。在系统的设计实现中,首先根据需求分析,采用Spring Boot框架技术对系统进行分层设计,层与层之间采用接口连接。与传统的Web开发技术相比,Spring Boot框架技术在很大程度上提高了系统代码的可重用性和可移植性。最后,通过原型系统的实现验证了系统设计既能初步解决巡检人员主观安排作业计划等问题,又能降低线路巡检的成本,同时还能够提高巡视计划的完成率。

无人机巡视非结构化数据服务平台研究

针对无人机输电线路巡视应用和巡检数据特点等方面进行需求分析,进行无人机输电线路巡视非结构化数据平台研究。构建覆盖视频、图像、音频、激光点云数据和倾斜摄影数据等非结构化数据服务平台,实现对全省输电线路非结构化数据的统一存储和管理,为公司各单位的输电线路巡检数据应用提供非结构数据服务能力,消除公司非结构化数据服务短板,为实现电网数字化奠定基础。

极化SAR影像地物智能分类技术进展

对基于极化SAR影像的地物分类技术发展进行归纳与总结。首先提出地物分类技术的价值需求和应用特点,对其所要解决的科学问题进行归纳;其次总结分析极化SAR影像分类的一般技术流程;进一步对国内外研究现状与技术算法特点进行分类梳理,提出其在理论方法与地物分类应用中的技术优缺点,尤其对基于人工智能理论的极化SAR影像地物分类技术进行探讨;最后结合SAR遥感的发展趋势,指出未来极化SAR影像地物智能分类技术的研究方向。

直升机巡视光电吊舱视频去抖增稳算法研究

直升机在进行架空输电线路巡视过程中,其光电吊舱受多变的载体姿态和复杂的飞行环境等因素影响,导致所摄取的巡视视频失稳、模糊不清,分辨率严重下降,影响后续对巡视视频的应用。为实时输出稳定的巡视视频,提出了一种直升机巡视光电吊舱去抖增稳算法,该算法在传统运动估计模块与运动补偿模块之外,增加了运动判断模块。实验表明,该算法的巡视去抖增稳效果明显,视频抖动判断准确率为91%;抖动量估计的均方根误差的平均值为0.024像素,稳像精度达到亚像素级;对于标清巡视视频的去抖增稳平均单帧处理时间为39 ms(处理帧率为25 f/s),满足了实时性要求。

基于PS-InSAR技术的断裂带地壳形变实验研究

PS-InSAR技术克服了常规D-InSAR技术的空间、时间失相干和大气相位延迟等影响,对高相干点的差分干涉相位采用二维线性(或非线性)回归分析模型获取微小形变。概述PS-InSAR技术的相位组成、技术处理流程,以位于祁连山海原断裂带北盘的海原县为实验区,采用2003—2009年的21景ENVISAT ASAR数据,以GAMMA软件IPTA模块为软件平台处理得出实验区位移速率为-7～-9 mm/a,运动方向为自东向西,断裂带表现为左旋走滑,实验结果与GPS、库仑应力和地质学方法结果有较好的一致性。

基于无人机图像的密集匹配方法研究

本文提出了一种基于FAST算法的无人机图像密集匹配,使用FAST算法提取两图像的特征点,并使用归一化互相关算法实现两特征点点集的匹配,然后根据初匹配的结果采用RANSAC算法鲁棒地估算出基本矩阵和单应矩阵;采用极线约束和单应约束通过归一化互相关关系稳健匹配出所有点。实验表明,该密集匹配方法结果令人满意。