TOPS模式数据InSAR形变监测配准方法

论文摘要

滑坡是一种具有易发性、广泛性的危险地质灾害,在中国更是有近三分之二的地区易发生滑坡灾害。由于自然环境的变化和人类活动的影响,滑坡发生的频率越来越高,造成的危害也越来越大,近年来滑坡监测技术已经成为人们研究的重点。对于贵州这种气候、植被和地质条件都很复杂的山区来说,目前的滑坡监测方法存在野外调查强度大、成本高、精度不够、时效性差等问题。合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR）技术以其全天时、全天候、高分辨率和连续空间覆盖等优点成为滑坡监测的有效手段。哨兵数据以其覆盖范围广、重访周期短、时效性强、免费公开等优势,被广泛应用于地质灾害的监测中,其渐进扫描成像模式（Terrain Observation by Progressive Scans,TOPS）对配准精度优于千分之一的要求使其配准技术成为干涉处理过程中的重点。贵州山区地形复杂,极易在SAR影像上出现阴影和叠掩的现象,给滑坡形变监测带来较大的挑战。为此本文对TOPS成像模式下SAR影像高精度配准技术和配准流程以及贵州山区多数据源的滑坡监测技术进行了研究,具体内容与贡献如下:（1）对InSAR的基本原理和关键技术进行梳理,从干涉相位的组成进行各相位的解析,并从影像特征入手分析SAR影像上叠掩、阴影等现象;对两种时序分析方法PS-InSAR和SBAS-InSAR方法的原理、流程和适用性进行了分析。（2）针对Sentinel-1数据的TOPS成像模式,对成像特征进行解析,并对方位向高精度配准技术开展了研究。首先利用几何配准和实数影像相关性配准的方法对Sentinel-1的TOPS影像进行粗配准,然后利用增强谱分集方法（Enhanced Spectral Diversity,ESD）迭代来进行精配准,有效地消除了相位跳变的现象,实现了高精度的配准。针对在地形复杂植被茂密的监测条件下时序InSAR处理过程中易出现的时间失相干问题,设计了一种针对TOPS模式影像的配准处理链。（3）利用ALOS PALSAR2数据和升降轨Sentinel-1数据进行多数据源的滑坡形变监测,实现了ALOS-2的高分辨率、高相干性与Sentinel-1A的高时间分辨率的优势互补,并通过Sentinel-1A升降轨数据有效弥补了因叠掩和阴影造成的监测空洞现象,成功探测出贵州监测区内若干隐患点。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 康琪

导师: 黄国满

关键词: 小基线集技术,滑坡监测,配准

来源: 中国测绘科学研究院

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 自然地理学和测绘学,地质学,地质学,工业通用技术及设备

单位: 中国测绘科学研究院

分类号: P237;P642.22

总页数: 83

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标签：小基线集技术论文;  滑坡监测论文;  配准论文;