利用卫星激光测高数据对星载SAR干涉测量DEM进行倾斜改正的研究

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1、叠感应用遥感信息利用卫星激光测高数据对星载SAR干涉测量DEM进行倾斜改正的研究和会①，王泽民②，闻洪峰①(①国家测绘局重庆测绘院，重庆400014；②武汉大学测绘学院，武汉430079)摘要：InSAR与ICEsat测高技术作为极具潜力的两项对地观测技术，各有其特点，利用卫星激光测高数据对星载SAR干涉测量DEM进行倾斜改正具有十分重要的意义，为提取无控制特殊困难地区大范围DEM提供了一种全新的方法。本文介绍了InSAR与ICEsat激光测高两种技术的特点及互补性；分析了利用ICEsat测高数据改正InSAR数据本身难以

2、消除的误差的可行性；并以南极Grove山大范围DEM的提取为例，证实了其优越性。关键词：InSAR；ICEsat／GLAS激光测高；倾斜改正；DEM中图分类号：TP751文献标识码：A文章编号：1000—3177(2009)104—0085一O4戈达德宇航中心(NASA／GSFC)研制。GLAS利用1引言Diodepumped，QSwitchedNdYAG激光器，每秒合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)是近十40次发射红外(1064rim)和绿色(532nm)脉冲，前者年发展起来的一项新的空间对地观测技术，属微用于地面测

3、高，后者用于大气后向散射测量。波遥感的一个分支。它综合了SAR成像原理和干GLAS是新型的星载激光高度计，GLAS测高涉测量技术，利用传感器的系统参数、姿态参数和是通过激光脉冲垂直打点。卫星激光测量的优势在轨道之间的几何关系等精确测量地表某一点的三于其地面激光光斑较小，光斑分辨率较高。地面垂维空间位置及微小变化。其优势在于全天候、全直分辨率可达10cm，能精确测量冰面特征、冰层厚天时工作，不受云雾干扰，并能一次大面积成像，度，因此可制作较大比例尺的冰盖地形图。由于其能够对人类难以到达的区域进行大规模大面积的固定的轨道间距，

4、使得ICEsat的测高数据在轨道通地形测量。过的地区非常密集，而在轨道和轨道之间却没有利用InSAR技术提取特别困难地区的DEM数据。有很大的优势，也有它固有的局限性。大气层延迟、综上所述，InSAR与ICEsat上搭载的GLAS卫星轨道误差、地表状况和时变去相关性等的影响，两种对地观测仪器的应用具有很好的互补性。给InSAR提取DEM带来困难；特别在困难地区缺GLAS测高精度高，空间分辨率低，覆盖范围小且少控制点的情况下，InSAR—DEM的绝对定位精度不连续；InSAR具有连续覆盖特性，空间分辨率受到一定的限制。高，能

5、够连续生成大范围地形图，但又受到一定的ICEsat(Ice。CloudandLandElevationSatellite)难以消除的误差的影响。因此，ICEsat上搭载的于2003年1月13日由加利福利亚的Vandenberg空GLAS测高数据改正InSAR数据提取的DEM本军基地发射，沿近圆的近极轨道飞行。高度大约为身难以消除的误差，得到高覆盖高空间分辨率高600km，轨道倾角94。，卫星数据可覆盖地球表面大部精度的大范围DEM。集InSAR的很好的空间分分地区。ICEsat的主要科学目的是测量冰原地形及辨率和GLAS的

6、较高的绝对测高精度于一身，克其时变，云层及大气层的特征，同时ICEsat上搭载的服两者的不足，将成为生成大范围DEM的一种有GLAS可测定沿轨道的陆地和水面的地形。ICEsat效途径，特别对于人类难以到达的困难地区具有上搭载的地学激光测高系统GLAs由美国航天局的不可替代的优势。收稿日期：2008—10—09修订日期：2009—06—16作者简介：和会，硕士研究生。研究方向：合成孔径雷达干涉测量。E-mail：hehu．1982xlfd@126．corn85遥感信息E匠晒Ⅲ03／09／2503／11／18version26

7、的ICE-2原理基础分析。采用一sat卫星的测高数据(该时段的数据质量最好)-。IC机载或星载合成孔径雷达通过微波对地球表面Esat的测高精度较高(可达10cm)，并且在轨道线上数据密集rove-主动成像，记录地面分辨元的雷达后向散射强度信。本文选取了经过G山地区的IC一Esat轨道数据如图1所示1息和与斜距有关的相位信息。对覆盖同地区的2，图中直线为经过该地nSAR幅雷达图像的联合处理可以提取出相位差(即干涉区的ICEsat轨道数据，作为高程基准，对I—图)，通过解缠等操作建立数字高程模型(DEM)。DEM与它的高程差A

8、h进行改正。GLAS距离观测值由激光脉冲的时间差推算，时间差出可由下式表示：At=t—t1)RT(其中出为时间差，t，为激光的发射时间，坛为接收时间一时钟确。假定发射时间和接收时间由同定，并且时钟在时间△￡内的漂移量很小，由于测定距离时激光器指向正下方，当卫星高度为600km时，激光发射和接收之间的时间