InSAR应用实例及其局限性分析

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1、测绘信息网http:/www.othermap.com网友测绘人提供InSAR系列讲座6InSAR应用实例及其局限性分析刘国祥(西南交通大学测量工程系四川成都610031)[摘要]作为InSAR系列讲座的最后一篇本文以台湾西部作为典型的实验区基于InSAR技术使用欧洲空间局卫星ERS-1/2所获取的多幅SAR影像进行地表三维重建和地震同震形变探测并与GPS观测数据对比分析干涉结果的精度最后分析InSAR的应用局限性并指出潜在的解决途径[关键词]合成孔径雷达干涉;三维重建;形变探测;精度;局限性APPLICATIONEXAMPLESOFINSARANDITSLI

2、MITATIONANALYSISLIUGuo-xiang(Dept.ofSurveyingEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)Abstract:Asthelastpartofthetutorial,thepapershowstheexperimentalresultsderivedwithsatelliteInSARoverthetypicaltestingsite,thewestofTaiwan.Theexperimentsareconductedforboththethre

3、e-dimension(3D)reconstructionandtheco-seismicdeformationdetectingbyusingthemultipleSARimagescollectedbythesatellites,ERS-1/2,operatedbyEuropeanSpaceAgency.TheaccuraciesoftheinterferometricresultsareevaluatedbycomparingwiththeGPSdata.TheemphasisisfinallyplacedontothediscussionofInSAR

4、limitations,andthepotentialapproachovercomingtheproblemsisalsopointedout.Keywords:InSAR;3Dreconstruction;deformationdetecting;accuracy;limitation1引言像原理与图像特征InSAR基本原理InSAR数据处前已述及InSAR具有高精度高空间分辨率理与关键算法以及InSAR误差传播这五个方面的问几乎不受云雨天气制约和数据处理高度自动化等突题作了介绍和讨论作为InSAR系列讲座的最后一出的技术优势对可见光近红外被动遥感技术具有

5、讲本文以台湾西部1999年9月21发生Mw=7.6很好的补充作用目前InSAR在地形制图和地表三级集集大地震作为实验区域使用多幅ERS-1/2SAR维重建地球表面形变场探测土地利用分类和气象影像数据进行干涉处理将展示卫星InSAR在数字高研究等方面已表现出极好的应用前景在前面的讲座程模型DEM生成与区域地表形变探测两方面的应中我们已分别对InSAR历史与技术背景SAR成用情况并讨论其应用局限性(a)(b)图1(a)台湾西部地区ERSSAR图像(b)ERS-1/2Tandem干涉相位图测绘信息网http:/www.othermap.com网友测绘人提供2台湾西部

6、DEM生成及其精度分析星轨道基线数据可以计算出DEM为节省篇为考察使用卫星InSAR生成DEM的情况我幅这里未显示出结果最后从干涉DEM中提们选择由卫星ERS-1和ERS-2以串接飞行方式分别取与19个GPS点位对应的高程并与GPS高程结于1996年6月15日和16日对台湾西部地区成像所果作比较和统计分析比较结果见图2所示在这获取的两幅C波段l=5.6cmSAR图像作为源19个点上GPS高程范围在21.9m到271.6m之间数据为检验干涉DEM的精度我们使用大致均匀变化两类高程值的最大差异为–13.5m而最小差分布在研究区域内19个GPS点的高程由台湾地球异为

7、+9.5m差异标准偏差为±9.9m这表明ERS[1]科学研究所提供作为评价标准图1a显示了研干涉DEM的高程精度可达10m左右究区域的ERSSAR灰度图像19个GPS点位置对于卫星系统来说这样的DEM精度状况是一些主要地名地质断层和集集地震震央被标示出比较理想的这是因为两幅图像成像时间间隔仅为2来覆盖实地约1500km的范围其影像中心垂直一天时态失相关比较轻微使得相位噪声水平较基线长度为147m模糊高为64m/周见第3讲式小加之该干涉对的模糊高合理故干涉DEM的15图1b显示了由这两幅SAR图像所生成的干涉精度可得到保证改善卫星干涉DEM的精度可考相位图参考面

8、相位已被去除图中的灰阶(由白到虑的潜在