PSI技术在上海地表沉降监测中的应用.pdf

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1、54测绘通报2012年第12期文章编号：0494-0911(2012)12-0054-05中图分类号：TU198．6文献标识码：BPSI技术在上海地表沉降监测中的应用聂运菊，．一，刘国祥，石金峰，于冰，张瑞(1．辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新123000；2．西南交通大学地球科学与环境工程学院，四川成都610031；3．东华理工大学测绘工程学院，江西抚9’I,I344000)SurfaceSubsidenceMonitoringinShanghaiwithPSITechniqueNIEYunju，LIUGuoxiang，SHIJinf

2、eng，YUBing，ZHANGRui摘要：应用永久散射体雷达干涉(PSI)技术进行地表沉降监测研究，对PSI建模时采用的各相位分量的空间相关特性和沉降结果精度进行详细分析。试验选取覆盖上海地区的16幅高分辨率TerraSAR-X(TSX)SAR影像为数据源，进行PSI建模、形变提取和精度分析，并使用地面水准数据进行对比验证。结果表明，根据Ps各相位分量的空间相关特性进行Ps点的识别是合理的。与水准数据对比，两类年沉降速率结果具有很好的一致性，差异均值和标准偏差分别为1．6mm／a和4-4．6mm／a，最小和最大差异量分别为0．1987mm／a和1

3、0．132mm／a，证实了PSI技术在上海地区地表沉降监测的应用是有效和可靠的。关键词：高分辨率；永久散射体；TerraSAR-X影像；沉降探测性，差异均值和标准偏差分别为1．6mm／a和一、引言±4．6mm／a，验证了基于PSI技术进行区域地表形随着空间对地观测技术的不断发展，用于地表变提取结果是可靠的。沉降监测的新方法——干涉合成孔径雷达(synthetic二、PSI建模及形变结果精度分析方法apertureradarinterferometry，InSAR)技术，逐渐得到发展并日趋完善。但受到时问去相干、几何去相干假设同一研究区在某一段时间内

4、有Ⅳ幅高分及大气效应的影响，其精度和适用性受到极大限辨率SAR影像，先采用整体相关性测度确定其中制。针对上述问题，Ferretti等刮提出了永久散射一幅影像作为主影像，并将其他所有副影像配准并体(persistentscatterers，PS)干涉合成孔径雷达技术重采样到与主影像相同的格网空间，这样主、副影(PSI)，使InSAR技术得到了进一步发展，并得以广像配对可形成N一1幅干涉对；然后与外部数字高泛应用J。2004年，Hooper等从相位稳定性分析出程模型(DEM)进行差分，便可得到N一1幅差分干发，提出了基于干涉相位空间相关性分析进行Ps涉

5、图。基于Ⅳ幅经辐射校正后的高分辨率SAR影探测和形变监测的方法，并将其成功应用于山谷、像强度信息，将同时满足振幅阈值和振幅离差指火山等地区的形变监测，能获得各个成像时期的形数D阈值的像素作为永久散射体候选点变信息，提高了监测的时间分辨率，对形变规律和(persistentscattererscandidate，PSC)，则第i幅差分形变的分析有着重要的指导意义J。本文结合干涉图中第个PSC的缠绕相位可表达为Hooper等提出的PSI建模及形变提取算法，对PSI．nf=W{咖村+咖m+△+△+咖}建模时采用的各相位分量的空间相关特性和沉降(1)结果进

6、行了详细的分析。以2009年3月_2O10年式中，表示缠绕操作符；咖表示雷达两次成像1月，由德国卫星TSX所获取的16幅x波段高分辨期问，因地面目标发生位移引起的卫星雷达视线率SAR影像为数据源，探测上海市地表沉降，并将(1ineofsight，LOS)方向的相位变化；为大气PSI沉降探测结果与地面水准数据进行对比验证，延迟相位；△咖为轨道不确定性所引起的相位；分析PSI沉降探测结果的精度。形变提取结果显示，△咖，为侧视角误差所引起的相位；咖，i为噪声相在约10个月的研究周期内，研究区域内最大沉降速位。其中，在l咖l足够小时，认为该PSC越有可．率

7、为一51mm／a，平均沉降速率为一15．8mm／a，与水能成为PS点。咖、和△咖。，被认为在特准数据对比，两类年沉降速率结果具有很好的一致定空间范围内(一般为40～100In)是空间相关的，收稿日期：2011—12—14基金项目：国家自然科学基金(41074005，40774004)；教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-08-0822)作者简介：聂运菊(1978一)，女，江西九江人，博士生，讲师，主要从事InSAR理论和应用研究工作。2012年第12期聂运菊，等：PSI技术在上海地表沉降监测中的应用55而△和在此范围内是不相关的，且均值．位，还

8、需要扣除其他各项分量的干扰。其中，为0。主影像的AOE和SCLA误差可根据式(2)，通过最对第个PSC来说，可根据干涉相位