“合成孔径雷达干涉测量”课程思政建设与实践

针对当前面向工科研究生专业课程的思政教育研究偏少,缺乏课程思政建设方法及案例的问题,文中结合测绘类研究生所学习的“合成孔径雷达干涉测量”课程,发掘了该课程教学内容与思政要素的融合点,构建了“科研引导-隐性融合-创新拓展”课程思政“三步”实践教学法。以“资源开发地表形变监测与环境保护意识”为例,结合课程组的科研经历及研究成果,探讨了该课程思政教学实践过程。结果表明,该方法容易理解、操作方便,能够将思政元素与课程内容有机结合,可为工科类研究生课程思政教学提供参考。

基于永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术的地面沉降监测

城市施工建设及地下水开采活动日益频繁,导致城市地面沉降问题日益严重。虽然传统地面沉降监测技术的精度较高,但成本也高。近年来,星载合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术发展起来,已被用于监测大范围地表形变,具有低成本、大面积、高精度等特点。首次采用永久散射体合成孔径雷达干涉测量(PSInSAR)技术,监测上海西南某区域2017—2021年间的地面沉降。结果显示:除一处楼房外,该区域大部分地区未发生沉降,最大沉降速率约−7.10 mm/a,最大沉降量约25.43 mm。采用该技术监测沉降,一方面节省了大量的人力和物力;另一方面,本研究成果对城市地表沉降的科学防治具有重要的参考意义。

浅谈利用天绘二号卫星干涉合成孔径雷达技术制作数字正射影像的方法

传统的光学卫星在获取影像时,会受到云、雪、雾等天气因素的影响,从而导致部分光学影像由于大面积云、雪、雾覆盖,局部范围内数据无法获取。而干涉合成孔径雷达(Interferometric SyntheticAperture Radar,InSAR)是一种微波遥感方式,它能够穿透云、雪、雾以及植被覆盖密集区域,全天时、全天候进行大量数据获取,且回归周期短,分辨率不受距离影响[1]。本文将通过我国第一个基于干涉雷达技术的测绘卫星-天绘二号(Tianhui 2,Th2),研究制作数字正射影像(Digital Orthophoto Map,DOM)的方法,以便弥补由于光学卫星受气候因素影响而引起的局部数据无法获取的情况,进一步为实现利用星载InSAR技术大批量制作DOM奠定基础。

探索水体对合成孔径雷达干涉数字表面模型的影响

干涉合成孔径雷达(Interferometric SyntheticAperture Radar,InSAR)是能够全天时、全天候工作,并且具有很强穿透能力的一种微波遥感方式,它能够穿透云、雪、雾以及植被覆盖密集区域。但当雷达波束照射到水体区域时,由于水体表面比较光滑,会产生类似镜面反射的现象,造成目标后向散射系数低,回波信号弱,从而导致相干性差,干涉相位噪声严重,残差点密集,尤其在水体面积较大时极易引起相位解缠误差的产生。本文主要利用天绘二号卫星影像,通过水体是否参与干涉数字表面模型(Digital Surface Model,DSM)的过程,研究水体掩膜对干涉过程的影响,进而提高InSAR干涉DSM的精度。

尾矿库初期坝稳定性的合成孔径雷达干涉变形检测与流固耦合数值模拟分析

某尾矿库初期坝采用分段施工,可能产生不均匀沉降,影响坝体的稳定性。采用孔径雷达干涉技术对尾矿库初期坝进行了短期变形速率观测,得出坝体右侧的后期填筑区域整体上与主体仍能够基本保持同步沉降。建立了三维流固耦合模型,分析了尾矿库初期坝的静力稳定性和渗流稳定性,结果表明:初期坝体的水平位移和竖向位移都在安全范围之内,考虑水和尾砂的共同作用,后期堆积坝堆积至1765m高程时,坝体顶部和后期回填区域,存在小量位移变形,静态稳定性安全系数达到2.25,初期坝能够保持稳定。

地基合成孔径雷达干涉测量技术及其应用

在简要讨论地基合成孔径雷达干涉测量(ground-based interferometric synthetic aperture radar,GB InSAR)技术原理的基础上,归纳了常规地基InSAR形变测量的主要处理流程。全面总结了地基干涉测量雷达系统的主要类型及其发展趋势,地基InSAR技术的主要应用领域以及目前存在的问题,对比分析了地基和星载InSAR在形变测量上的优势和不足。

多时相双极化合成孔径雷达干涉测量土地覆盖分类方法

综合采用时相、极化和干涉3种维度的SAR数据进行土地覆盖分类。以黑龙江省逊克县多时相ALOS PALSAR数据覆盖区为研究区,利用不同时相极化SAR、干涉SAR信号对地物特征的敏感性,结合后向散射强度和干涉相干的时变特征进行地物解译,发展了基于多时相、多极化、干涉SAR数据的SVM土地覆盖分类方法。研究结果表明,引入双极化SAR中不同极化(HH-HV)间的相干系数,并结合所选择的时相特征、极化特征以及干涉相干特征进行分类,可解决双极化SAR影像中林地与城市及建设用地的混分问题,得到更高精度的土地覆盖分类结果。

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。

合成孔径雷达干涉测量原理与应用

合成孔径雷达 (SAR)是一种微波相干成像方法 ,应用不同波段的雷达信号可以对地球表面不同的散射特性成像。合成孔径雷达干涉 (InSAR)是将两个不同轨道位置或不同时间获得的复数SAR数据进行相位差分处理 ,从这些差分干涉数据中可以提取特别有用的信息 ,用于绘制地形图 ,测量诸如地震、火山、冰川运动等造成的地形变 ,研究植被覆盖特性、洋流等。介绍了InSAR的基本原理与应用 ,并对影响干涉结果的一些重要因素进行了分析。

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。

基于合成孔径雷达干涉测量的高速铁路下伏老采空区稳定性监测分析

揭示老采空区现有变形规律是老采空区的稳定性分析的关键,而合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术对于广域地表变形监测有着传统测量技术无法比拟的优势。针对贵南高铁穿越大盘井采煤沉陷区的地表监测,采用最新的永久散射体对合成孔径雷达干涉测量(persistent scatter pair InSAR,PSP-InSAR)技术,弥补了传统合成孔径雷达差分干涉测量(differential InSAR,D-InSAR)和永久散射体合成孔径雷达干涉测量(persistent scatter InSAR,PS-InSAR)算法的缺陷,获得了老采空区的沉降变形。并通过实地考察老采空区上方已有建筑和道路,对InSAR测量结果进行了验证。结果表明:2011—2013年及2014—2015年,大盘井采空区大部分点年平均沉降速率为-8~4 mm/a。通过对采空沉陷区地面沉陷调查发现地面建筑物和道路未产生有沉陷特征的沉降和破坏。因此,认为大盘井煤矿采空区沉陷趋于稳定。

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)在地面形变监测中的应用

运用合成孔径雷达干涉及其差分技术(InSAR及D InSAR)进行地面微位移监测,是近年来发展起来并得到日益重视的新方法。对不同地区地面形变的最新研究结果表明,合成孔径雷达干涉及其差分技术在地震形变、冰川运移、活动构造、地面沉降及滑坡等研究与监测中有广阔的应用前景,具有不可替代的优势。与其它方法(如GPS监测等)相比,用InSAR及D InSAR进行地面形变监测的主要优点在于:(1)覆盖范围大,方便迅速:(2)成本低,不需要建立监测网;(3)空间分辨率高,可以获得某一地区连续的地表形变信息;(4)可以监测或识别出潜在或未知的地面形变信息:(5)全天候,不受云层及昼夜影响。但是由于系统本身因素以及地面植被、湿度及大气条件变化的影响,精度及适用性受到一定的限制,需要在实践中不断加以完善和提高,并与地质研究及其它方法相结合。为了弥补传统InSAR及D InSAR方法在地面形变监测方面的不足,提高其精度,近期引入了一种称为永久散射点(PS)的方法。此方法通过选取一定时期内表现出稳定干涉行为的孤立点,克服了许多妨碍传统雷达干涉技术的分辨率、空间及时间上基线限制等问题,使InSAR在城市及岩石出露较好地区地面形变监测精度大大提高,在一定的条件下精度可达到mm级。

机载干涉合成孔径雷达定标中的定标器布放

敏感度矩阵的条件数是影响干涉合成孔径雷达(InSAR)定标性能的重要因素。该文在InSAR定标理论的丛础上,给出了定标器的布放规则,导出了定标器布放的约束条件,提出了使敏感度矩阵条件数极小化的定标器布放算法。理论分析和计算结果表明,应用该算法进行定标器布放,可以使敏感度矩阵的条件数达到最小。

极化干涉合成孔径雷达技术发展与应用

极化干涉SAR技术是近年SAR遥感领域内的研究热点。本文首先概述了极化干涉SAR技术基本理论,并总结了目前极化干涉SAR技术的应用现状;然后在详细介绍国外ALOS-PALSAR、TerraSAR-X和RADARSAT-2三个典型星载极化SAR系统的基础上,分析了极化干涉SAR技术的应用前景。

极化干涉合成孔径雷达图像信息提取技术的进展及未来

作为雷达成像遥感一个崭新的研究领域,上世纪90年代末出现的极化干涉合成孔径雷达信息提取技术已日益引起广泛的关注,在未来若干年内必将成为遥感领域的一个趋势和研究热点。该文对目前国内外该技术的进展现状及其应用领域进行了全面的阐述和分析,并在此基础上对该技术的未来发展进行了预测。

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。

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)关键技术研究

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术是近二十年来迅速发展起来的空间对地观测新技术。简述InSAR干涉处理过程的基础上,重点介绍并分析了其关键技术SAR图像配准和相位解缠的常用算法,并对由ERS1/2得到的两幅复杂SAR图像为实验对象,综合使用图像配准和相位解缠的经典算法对SAR图像配准生成干涉图,对干涉图相位解缠。最后简要介绍国内外InSAR技术发展方面的现状及发展趋势。

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。

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.

用干涉合成孔径雷达技术获取地表三维信息

干涉合成孔径雷达已广泛应用于产生高精度的数字高度模型、测量地表形变等领域 .介绍了干涉合成孔径雷达的基本原理和相关领域的历史发展 ,并就干涉合成孔径雷达技术的处理过程总结了如何利用干涉合成孔径雷达技术获取地表三维信息 .对处理过程中的关键技术——干涉图象的相位展开做了详细讨论 ,概括、分析、比较了近年来发表的大量的相位展开算法 ,总结了各方法的优缺点 ,指出了问题所在 .最后就国内、外在未来研究与应用方面的发展趋势及前景做了简要论述 .