d-insar在提取地面形变信息中的应用分析

《d-insar在提取地面形变信息中的应用分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、D-InSAR在提取地面形变信息中的应用余景波1，刘国林1，曹振坦1，刘会2，王建波1（1.山东科技大学测绘科学与工程学院，山东青岛266510；2.青岛求实职业技术学院，山东青岛266108）摘要：简要介绍了D-InSAR基本原理和D-InSAR数据处理流程，以双轨差分干涉测量方法处理ENVISAT卫星获取的巴姆地震灾区影像数据提取和分析同震形变场为例子，解释了D-InSAR在提取地面形变信息中的应用。关键词：差分干涉测量；双轨差分干涉测量；巴姆地震；地面形变信息TheapplicationofD-InSARinextractinginformationofgrounddeforma

2、tionYUJing-bo1,LIUGou-lin1,CAOZhen-tan1,LIUHui2,WANGJian-bo1(1.GeomaticsCollege,ShandongUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266510,China;2.QingdaoQiushiCollege,Qingdao,Shandong266108,China)Abstract:ThebasicprinciplesofD-InSARandD-InSARdataprocessingwereintroducedandthenitsapplicationinextrac

3、tinginformationofgroundwasexplainedbytakingtwo-passdifferentialinterferometryprocessingtheENVISATimagedatafromBamearthquakeandextractingandanalyzingcoseismicdeformationfieldasanexample.Keywords:Differentialinterferometry;two-passdifferentialinterferometry;Bamearthquake;grounddeformationinformati

4、on合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术以合成孔径雷达复数影像的相位信息变化来获取地球表面形变信息的技术。通过对同一个地区的两幅影像加上外部DEM模拟或者三幅影像进行差分干涉处理，可以消除地形影响，获取地表变化信息，从而可以监测出雷达视线方向厘米级或更小的地球表面形变[1]。Gabriel等[2]人于1989年率先论证了D-InSAR技术可以探测厘米级的地表形变，并利用SeasatL波段SAR测量美国英佩瑞尔河谷灌溉区的地表形变。1993年Massonet等[3]人利用ERS-1SAR数据得到了1992年的Landers地震(M=7.2)的形变场，并将该测量结果与其他类型的测

5、量数据以及弹性模型进行比较，结果相当吻合，因而引起国际地震界的震惊。此后，D-InSAR在探测地表形变场方面的研究引起各国的普遍重视。目前D-InSAR的研究主要集中在地震、火山运动、地面沉降、山体滑坡等引起的微小持续的地表位移的监测[4]。1.差分干涉测量(D-InSAR)的基本原理本文以三轨法为例，说明差分干涉测量(D-InSAR)的基本原理。图1是三轨法差分干涉测量成像几何示意图。假设和是在地表发生形变前获取，是在地表发生形变后获取。视线向上的形变量为，因为形变量与雷达的分辨单元相比很小，可以认为信号仍然是相关的[5]。图1三轨法差分干涉测量几何原理图天线和接收到的点的SAR信号

6、可以表示为：(1)接收信号的相位：(2)由和获得两幅幅影像形成的干涉图的相位为：(3)干涉相位含有研究区域的地形信息和地表形变信息。为了得到形变信息，需要去除地形信息的影响。三轨法就是利用形变前获取的第三幅SAR影像进行干涉处理消除地形的影响的方法[6]。天线接收到点的SAR信号为：(4)接收信号的相位为：(5)第三幅SAR影像与第一幅SAR影像所形成干涉图相位为：(6)由式(3)和式(6)可以推出视线向形变量所引起的相位为：(7)由式(7)得：(8)式(8)右边的各量可由干涉图的相位和轨道参数计算得到，进而可以确定图像每一点的视线向形变量。2.D-InSAR数据处理流程InSAR数据

7、处理的主要步骤包括：影像配准、干涉图生成、噪声滤波、基线估计、平地效应消除、相位解缠、地理编码等，根据不同的具体算法，其中有些步骤可能需要通过迭代来简化处理结果，如图2中的箭头所示。实际处理时，通常需要一定的地面控制点来计算有关参数。影像对输入影像配准干涉成像基线估计去除平地效应噪声滤波相位解缠高程计算图2InSAR数据处理流程图D-InSAR数据处理，一般包括SAR图像配准、干涉图生成、参考面地形去除、几何变换、相位解缠等步骤[7]，其具体数