合成孔径雷达干涉测量(InSAR)研究的探索与实践

首先简要回顾了合成孔径雷达(SAR)干涉测量(InSAR)的发展历程, 接着对作者所在团队十余年来在该领域所开展的研究探索作了简要介绍, 并介绍了InSAR 技术在地面高程信息获取、地震、地质灾害等方面的实际应用。最后, 文章对InSAR 技术和应用的未来发展进行了展望。     

雷达影像地表形变干涉测量的机遇、挑战与展望

随着合成孔径雷达(SAR)卫星的不断发射,合成孔径雷达干涉测量技术(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)得到前所未有的发展机遇,同时也面临诸多挑战。本文首先简要介绍了SAR卫星发展现状与InSAR技术的基本原理,并系统梳理了干涉图堆叠(InSAR stacking)、小基线集干涉测量(small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR)、永久散射体干涉测量(persistent scatterer InSAR,PS-InSAR)、分布式散射体干涉测量(distributed scatterer InSAR,DS-InSAR)和分频干涉测量(split-bandwidth interferometry,SBI)等先进InSAR技术的优缺点。在此基础上,指出目前InSAR技术面临的主要挑战(相位失相干、大气延迟、相位解缠、几何畸变和多维变形测量)及相应的解决方案。进一步从地震、火山、滑坡、地面沉降、冰川运动、人工建构筑物位移变形及大气水汽含量估计等不同的应用场景分析了InSAR技术的应用现状和存在的缺陷。最后,展望目前InSAR的发展趋势,随着更高空间分辨率,更高时间分辨率,更轻小化SAR卫星的不断发展,InSAR技术将会被应用到越来越多的新场景,激励我国雷达影像干涉测量更快发展。     

GPS与InSAR技术在滑坡监测中的应用研究

合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)应用于地面形变监测已经成为地质灾害研究热点。本文分析了In-SAR技术在滑坡变形监测中的特点与技术优势,监测中InSAR、GPS的结合能够同时提高监测在空间域与时间域的分辨率;本文叙述了GPS、InSAR结合技术的理论与方法。说明利用干涉雷达结合GPS技术对滑坡进行监测是可行的,具有十分广阔的应用前景。     

采空区变形监测技术的研究进展

概述了地表形变监测的技术手段,对利用全站仪、水准仪的常规大地测量方法、三维激光扫描测量技术、静态/动态GPS测量技术、合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)以及由其发展的永久散射体干涉测量技术(PSInSAR)的优缺点、应用现状、存在的问题进行总结,同时分析了GPS技术与D-InSAR技术相融合的基本原理和必要性,根据当前存在的问题提出了将PSInSAR技术应用于采空区监测的可行性与优势并指出应用PSInSAR技术需要进一步研究的方向。     

结合星载与地基InSAR技术的露天矿地表形变监测

为了保障露天矿区安全生产及运营，针对露天矿区形变区难以及时识别与监测问题，采用星载合成孔径雷达干涉测量(InSAR)和地基InSAR联合监测模式，对露天矿区开展不同阶段、多尺度的形变区域识别与监测，分析形变趋势，研究二者InSAR技术在露天矿区形变区调查、重点形变区确定及监测预警的应用效能。研究结果表明：星载InSAR技术实现对露天矿区的广域地表形变监测，且识别出重点形变区，分析形变发展趋势；地基InSAR实现了对露天矿区重点边坡形变区进行近实时、高频率的监测，根据监测数据变化趋势，判别形变发展阶段；两者InSAR技术结合应用，充分发挥各自优势，星载InSAR实现面域形变区识别与监测，地基InSAR实现重点形变区的高频监测及无法形成有效干涉形变区的补充监测，获取了更为详细、全面的形变信息，为露天矿区形变灾害监测预警提供高效、可靠的监测数据，提升露天矿区防灾减灾的能力。     

D-In SAR技术在地震同震形变研究中的应用

InSAR技术全天候、全天时、大面积、高精度、高可靠性的观测能力已经越来越开始受到世人的瞩目。目前的InSAR技术已不仅仅是测绘研究领域获取高精度数字地形高程模型 (DEM )的一种解决途径。随着合成孔径雷达差分干涉测量技术 (D InSAR)的不断发展 ,该技术已经开始比较广泛地应用于地形测绘、地震同震形变、地面沉降、滑坡、火山爆发、冰川运动等研究领域的探索和实践之中 ,并且开始在地表变形与运动研究中发挥出相当重要的作用。本文介绍的重点是D InSAR技术的基本原理、研究现状及其在地震同震形变中的应用和前景     

InSAR火山形变监测与参数反演研究进展

火山形变监测是星载合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）技术应用最为广泛的研究领域之一。近年来,在InSAR数据开源获取、数据处理技术快速发展和多学科交叉融合的背景下,国内外火山形变监测与火山源参数反演相关研究进入了新的阶段。对基于InSAR技术的火山形变监测和参数反演研究进行阶段性的梳理和总结。首先,介绍InSAR的基本原理以及主流多时相InSAR技术,分析其在火山监测过程中的主要误差源;其次,总结常用的火山地表形变参数反演解析模型和数值模型;然后,结合国内外火山研究案例,分析InSAR和火山地球物理模型在岩浆转移、喷发、脱气与热液作用等火山构造动力学机制研究中的具体应用;最后,介绍中国火山形变监测的发展现状,并探讨了InSAR火山形变监测的挑战和前沿方向。     

利用极化合成孔径雷达干涉测量技术生成DEM

极化合成孔径雷达干涉测量(PolInSAR)是目前雷达遥感的前沿领域之一,它综合了极化和雷达干涉技术(InSAR)的特点.文中应用极化干涉相干最优化技术处理了Amazon雨林地区的真实L波段PALSAR全极化数据,得到该地区的数字高程模型(DEM).与常规的单极化InSAR技术进行对比,证明了利用极化干涉技术可以显著提...     

基于InSAR技术的矿区沉降监测研究进展

介绍了合成孔径雷达干涉测量的原理和研究现状,探讨了InSAR技术在矿区沉降监测的局限性及其研究进展。基于时间序列的差分干涉测量技术能够有效地减弱多种误差的影响,提高可用数据的数量及其结果的质量,使多源数据的融合和多极化InSAR在沉降监测应用中有着较大的优势。     

以Doris进行雷达干涉研究生成数字高程模型(DEM)

雷达干涉测量技术(InSAR)被认为是生成或更新DEM的有效方法,通过实地测量得到DEM精度虽高但成本高也费时,近年来,InSAR以其全天候、全天时、快速得到DEM而引起全世界地学人员的关注。但是由于处理过程复杂及条件要求严格,目前除购买高价的商业软件外,一般的研究人员很难投入到该项技术的研究与应用中去。本研究利用以荷兰Delft大学为主所研发的开源软件Doris来进行雷达影像生成DEM的研究。该软件是一套功能强大的干涉影像生成软件,作者详细介绍用Doris进行干涉处理过程并提取库赛湖区域DEM,最后对DEM精度做了对比分析。     

GIS在我国岩土工程中的应用

介绍国内GIS在岩土工程中的应用实例、应用范围及研究水平、发展方向。     

Advances in spaceborne hyperspectral remote sensing in China

With the maturation of satellite technology,Hyperspectral Remote Sensing(HRS)platforms have developed from the initial ground-based and airborne platforms into spaceborne plat-forms,which greatly promotes the civil application of HRS imagery in the fields of agriculture,forestry,and environmental monitoring.China is playing an important role in this evolution,especially in recent years,with the successful launch and operation of a series of civil hyper-spectral spacecraft and satellites,including the Shenzhou-3 spacecraft,the Gaofen-5 satellite,the SPARK satellite,the Zhuhai-1 satellite network for environmental and resources monitoring,the FengYun series of satellites for meteorological observation,and the Chang'E series of spacecraft for planetary exploration.The Chinese spaceborne HRS platforms have various new characteristics,such as the wide swath width,high spatial resolution,wide spectral range,hyperspectral satellite networks,and microsatellites.This paper focuses on the recent progress in Chinese spaceborne HRS,from the aspects of the typical satellite systems,the data processing,and the applications.In addition,the future development trends of HRS in China are also discussed and analyzed.     

浅谈沉降监测在工业生产厂房中的实践

建筑物的沉降监测是确保其施工至运营管理阶段安全使用的重要环节,一些工业建筑在主体竣工前后会有大型设备进厂安装,所以对其进行沉降监测是一项重要环节。本文以北京南部地区某工业厂房的沉降监测项目为例,介绍了沉降监测在工业厂房中的实践。阐述了沉降监测的过程及方法,及其监测数据的处理和结果分析。     

洞庭湖区"冬陆夏水"区域变化研究

利用遥感与地理信息系统技术,提取1987,1998,2003和2008年4个时段洞庭湖"冬陆夏水"区域.运用改进归一化差异水体指数(MNDWI)的方法,提取丰水期和枯水期遥感图像的水体并相减,获得"冬陆夏水"区域,并对20年的"冬陆夏水"变化的面积进行监督分类.分析发现,研究区的"冬陆夏水"面积,从1987年到2008...     

矿山环境高光谱遥感监测研究进展

在综合分析大量文献的基础上,归纳了高光谱技术在矿山次生矿物识别、重金属浓度反演、p H值定量估算、污染植被信息提取等方面的应用,总结了基于高光谱遥感提取有关氧化和脱水状态动态分析、气候变化追踪等信息的研究进展,展示了高光谱技术在矿山环境调查监测领域的广阔应用前景。研究表明,含铁硫化物及其氧化矿物标准光谱库的建立具有重大意义,推动了酸性矿山环境高光谱遥感研究;对矿山环境地质作用与光谱响应之间关系的认识逐渐深入,促进了高光谱地质应用模型的开发;高光谱数据蕴含着丰富的矿山环境地学信息,具备提取多方面重要信息的潜力。最后结合当前欧美发达国家开发高光谱小卫星的实际,指出今后矿山环境高光谱遥感研究将从矿物及矿物成分识别转向矿物形成时的物理化学性质反演、从短期调查向长期监测、从航空向航天、从单一矿山向成矿区带或大型矿集区转变。     

分布式仿真系统中环境场景的实时定位

分布式仿真系统中,各节点之间通过消息互相交流信息,3维地形虚拟场景通常在大量的仿真系统中作为重要的对象参与仿真.由于各个对象的参考坐标系之间存在差异.所以在3维地形虚拟场景节点与系统中其他各节点之间进行消息交换时,存在一个坐标转换的问题.文中给出了一种坐标转换的快速算法,从而保证仿真过程中场景的实时定位.     

分布式仿真系统中环境场景的实时定位

分布式仿真系统中 ,各节点之间通过消息互相交流信息 ,3维地形虚拟场景通常在大量的仿真系统中作为重要的对象参与仿真。由于各个对象的参考坐标系之间存在差异。所以在 3维地形虚拟场景节点与系统中其他各节点之间进行消息交换时 ,存在一个坐标转换的问题。文中给出了一种坐标转换的快速算法 ,从而保证仿真过程中场景的实时定位     

我国地球重力场研究的进展

概述了我国近年来在地球重力场研究方面所做的主要工作和取得的成果 ,包括 :① 2 0 0 0国家重力基本网的建立 ;②我国省市级局部大地水准面的精化 ;③卫星测高 ;④高阶地球重力场模型 ;⑤卫星重力探测技术。     

GZCORS在广州市某测区地形测量中的应用

本文介绍了广州市连续运行参与站系统(GZCORS)和广州市似大地水准面精化成果确立的广州市城市三维定位系统在地形图测量中的应用,并通过实例分析其精度。