InSAR同震地表三维形变反演：一种顾及形变梯度的联合解算方法

同震地表三维形变场是对地震引起的地表形变在真实空间中最直观的描述,在地震形变研究中,同震地表三维形变场的恢复具有重要意义。针对目前地表三维形变解算方法存在的不足和缺陷,提出了一种顾及形变梯度的同震地表三维形变场联合解算方法。该方法利用形变梯度信息将合成孔径雷达干涉（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）观测的形变区域分解成形变梯度近似相等的互不相交的子区域,然后根据子区域内观测值数量选择加权最小二乘法（weighted least square,WLS）或基于应力-应变模型（stress-strain model,SM）和方差分量估计（variance components estimation,VCE）的InSAR三维形变解算方法（SM-VCE）获取同震地表三维形变场。模拟实验和实际震例研究结果表明,相比于传统的WLS和SM-VCE方法,通过形变梯度信息能有效恢复地震破裂带的地表三维形变,得到更加完整和可靠的同震地表三维形变场。     

地表三维形变解算的粒子群算法研究与应用

针对合成孔径雷达干涉测量技术InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)仅能获取高空间分辨率的雷达视线向LoS(Line of Sight)一维形变速率,无法得到应用中所需的高空间分辨率地表三维形变速率,提出利用粒子群算法PSO(Particle Swarm Optim...     

基于InSAR技术的中国地表形变一张图研制

地表形变危害巨大且深远,利用合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术监测地表形变虽已较为成熟,但是超大范围,甚至全国范围的地表形变快速提取仍充满挑战.为快速获取全国地表形变信息,设计了一种基于超算并行计算的广域地表形变快速提取优化方法,并对干涉集基线组合方法、广域相位解缠算法、大气效应改正方法等进行了改进和创新.基于该方法,采用10 157景哨兵 1号数据,研制了中国全境 2021年度 40 m分辨率地表形变速率图,经验证形变速率精度为4.82 mm/a,有效覆盖度为 94.6%,图幅间无明显接边差异.同时对国内典型地表形变区域进行了分析.研究为广域地表形变常态化快速提取提供了参考.     

基于观测时间配准的升降轨InSAR数据二维形变场解算

传统差分干涉技术只能获取雷达视线方向的一维形变场,极大地限制该技术的应用。联合升降轨InSAR数据,可以解算出地表二维形变场。然而,受卫星轨道参数的限制,即使是不同的卫星,也很难做到对同一目标的同步观测,造成升降轨观测时间的不一致,进而降低二维形变解算精度。针对上述问题,文中提出一种升降轨观测时间配准方法,即以其中一轨SAR时序数据的采集时刻为参考,采用数据插值技术,对另一轨SAR时序数据获取的时间累积形变量进行内插,得到对应参考时刻点的形变量。最后,联合解算时间配准后的两个一维形变量,获取研究区域的二维形变场。为验证所提方法的有效性,文中以苏锡常地区为例,开展二维形变场的解算实验。研究结果表明,所提方法可以更加准确地反演地表二维形变场。     

城市地表形变的双极化Sentinel-1数据极化时序InSAR技术监测

利用双极化Sentinel-1数据有望得到较单极化数据更好的城市地表形变监测结果。以典型受地表沉降灾害影响的两座超大城市（墨西哥的墨西哥城和中国北京市）为研究区,分别基于长时序单、双极化Sentinel-1数据,利用时序合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar, InSAR）技术和极化时序InSAR技术对两城市近年地表形变进行监测研究。结果表明,利用双极化Sentinel-1数据对干涉图进行极化优化后,干涉图相位质量得到提升,高质量像元比例明显增加。使用双极化数据后,形变监测点密度有显著提升,相比于单极化数据结果,墨西哥城和北京市监测点密度分别提升88%和50%;更高的监测点密度使部分区域双极化数据反演地表形变的准确性更高。与单极化Sentinel-1数据相比,利用双极化Sentinel-1数据进行城市地表形变监测可得到监测点密度更高、可靠性更好的结果。     

时间序列InSAR监测地表形变

针对相干点目标的时间序列,提出了地表形变InSAR技术监测方法,该方法适用于小数据集分析。并采用郑州地区2007年1月到2010年4月期间的8景ALOS PALSAR数据进行验证分析。研究表明,识别的相干点目标具有大的干涉相干值和小的振幅离差,在时间序列中具有可靠的相位。从误差分析和与ENVISAT PSInSAR结果对比分析表明,该文求得的形变速率标准差在0.34mm/a和5.56mm/a之间,表明提出方法是可靠的。     

基于SBAS技术的输电线路地表形变监测

地质灾害对输电杆塔和电网系统运行带来安全隐患,人工巡查无法及时发现地表缓慢形变导致的杆塔形变,且巡查效率低,成本高.为解决地质形变给输电线路带来的威胁,需监测输电线路沿线的地表形变.基于Senti-nel-1A卫星数据,以SBAS-InSAR为技术手段,对RT甲、乙线和YF直流线沿线实现周期性、低成本和高精度的形变监测...     

短基线集InSAR形变模型的不适定问题解算方法研究

SBAS InSAR技术广泛应用于大尺度长时间序列的矿区、城市、地震等不同类型地表形变监测。但在利用该技术进行监测地表形变中发现,其形变模型的解算存在着病态和秩亏两类不适定问题,严重影响着形变信息反演的精度和可靠性。本文以SBAS InSAR技术为基础,针对其形变模型最小二乘解算中的病态问题,提出了基于Liu估计的有偏迭代估计法和Tikhonov正则化方法;针对秩亏时奇异值分解反演形变量和形变速率不稳定的问题,改进了Landweber迭代法,并将其应用到秩亏的SBAS InSAR形变模型解算中,反演出更准确的形变信息。     

基于InSAR技术的地表三维形变获取方法综述

对近年来提出的基于InSAR技术的地表三维形变获取方法进行了综述,并对该技术的发展进行了展望。对一些重要的知识背景和理论方法进行了简单介绍,并针对每种方法列举典型案例,对其适用条件进行了简单总结,为相关领域的研究者提供了最新研究进展和技术参考。     

GNSS形变监测静态基线网中多基线联合解算两步法

GNSS(global navigation satellite system)静态基线网的解算方法通常采用单基线解算模式或多基线解算模式.这两种方法均有一定的局限性.本文综合两类方法的优点,提出了单基线和多基线联合解算模式的两步法.首先基于单基线模式利用多频率的载波相位观测值解算监测站间的双差整周模糊度,并使用严格的固定准则确定模糊度;然后利用多基线模式进行联合坐标和天顶对流层参数的估计,再结合最小二乘估计解算定位结果.选取国内某水电站静态形变监测数据为研究对象,进行基线解算方法测试和分析.实验结果表明多基线联合解算两步法在精度和可靠性上有较大优势,平面定位精度为亚毫米级,高程定位精度提高1～2倍;并可以明显改善基线网的解算速度,在高精度变形监测应用中具有可行性与通用性.     

应用遥感卫星雷达干涉测量进行城市地面沉降研究

综述了利用遥感卫星合成孔径雷达干涉测量及差分干涉测量的基本原理。针对近年来国外雷达干涉测量在地面沉降方面的研究成果,重点讨论了雷达差分干涉测量在国内大中城市进行地面沉降监没应用的可能性,对合成孔径雷达数据的获取方法进行了阐述,并对这种方法目前的进展及未来应用前景进行了探讨。     

多源异构空间数据集成模型的研究

本文就目前空间数据集成的两种主流模式,在论证了各模式的优缺点的基础上,得出了用GML作为地理空间数据转换及传输的标准是切实可行、具有应用前景的方案。从而提出了基于GML的多源异构空间数据集成的模型,并探讨了基于这一模型实现空间数据共享的若干问题。     

多源空间数据间不一致性研究现状及其进展

空间数据质量已成为国际地理信息系统领域的研究热点,近年来G IS空间数据质量的研究已由侧重于位置精度和属性精度转向对空间不一致性的关注和重视。本文在对多源空间数据间不一致性研究已有成果回顾的基础上,就空间数据间不一致性的特征、表达方法、度量方法以及处理方法等几个方面进行了较为详细的分析,提出了一种新的空间线目标间不一致性的度量方法——几何接近度面积度量法,并给出了度量公式及详细的推导过程;最后对多源空间数据间不一致性检测、度量和处理的智能化趋势进行了展望。     

融合多源地面沉降监测数据的理论与方法研究

以多源地面沉降监测数据为研究对象,通过多源数据融合方法的研究,力图为多源地面沉降监测数据融合处理提供参考。文中认为多源地面沉降数据融合应采用预处理、融合计算以及插值计算等方法,解决多源数据融合的问题,使融合后的数据能较好地解决单一地面沉降数据的缺点,融合后的地面沉降数据拥有了多源数据的优点,对地面沉降预测提供更加准确丰富的数据基础。     

多源数据协同的城市道路提取

城市道路的高精度提取可为城市三维表达、城市地形分析、城市建设规划、交通导航等提供数据基础和支撑。本文以合肥市局部城区为试验区,以开源路网、街景图像和遥感影像为数据源,在利用最大似然法进行初提取的基础上,通过空间分析、统计分析、几何量测、最小二乘拟合等方法进行粘连分割、缺失处理和交叉口细化等关键处理,构建了多源数据协同的城市道路提取方法,并对提取结果进行了精度评价和分析。试验结果表明,本文提出的城市道路提取方法优于最大似然和面向对象方法,提取总体精度为96.65%,Kappa系数为93.71%,道路宽度偏离标准差为0.03m,特别是对同物异谱、同谱异物及遮挡等造成的信息提取不全问题具有良好的改善效果。     

基于空-地多源数据融合的建筑物精细建模研究

针对建筑物精细建模的精度问题,对同一试验区建筑物群的机载LiDAR顶面数据、航空正射影像数据和车载LiDAR立面数据进行试验研究,通过精确提取各建筑物群的顶面和底面矢量轮廓线,对矢量轮廓线间的水平间距进行定性与定量分析,研究结果对空-地多源数据融合进行建筑物精细建模提供可靠的技术支持。     

多源数据融合下的城市化与生态环境耦合协调研究

利用DMSP/OLS、NPP/VIIRS和Landsat遥感影像数据分别提取平均夜间灯光指数(ANLI)和生态环境指数(RSEI),构建城市化与生态环境耦合协调度模型,定量分析研究区在2000—2015年的城市化与生态环境耦合协调发展状况.结果表明:①2000—2015年的乌鲁木齐城市化水平持续上升,一带一路倡议和生态...     

基于GeoRaster的多源遥感数据存储研究

遥感数据源极大丰富,影像文件格式多样,组织方式也较复杂,如何采用统一的接口实现异构多源海量遥感数据的存储是一大难题。本文以多源遥感数据的存储为研究对象,在研究Oracle GeoRaster数据模型的基础上,设计了扩展的基于GeoRaster的多源遥感影像存储模型,利用java JAI与GDAL相结合,实现了多源多格式遥感影像数据的统一存储。     

多源空间数据融合的城市精细化管理

城市管理体量不断增大且管理对象关联繁多,已经成为影响城市可持续发展的重要问题。在全国智慧城市建设的大背景下,引用新技术提升城市精细化管理水平可以使城市的各管理单元协同、精确、及时地交换信息,形成智慧城市管理的配套方案,让有限的管理资源发挥出最大的使用效能,实现城市管理的最优化目标,促进经济的可持续发展。本文提出了地理信息系统、GPS、遥感、RFID等空间数据融合的技术方案,强调在空间信息和移动信息管理的基础上通过工作流和过程化管理,提高城市精细化管理的综合水平,为实现民众参与监督城市管理和智慧城市建设提供参考。     

顾及多源LOD的室内外三维模型组织和调度方法

针对倾斜摄影、建筑信息模型(BIM)、三维城市模型等室内外三维模型的多源数据融合问题,该文研究了三维地理空间数据的生产、建库、组织和调度情况,分析了海量的多源细节层次(LOD)室内外三维模型的特点,提出了室内外三维模型编码结构,结合顾及模型大小及模型面数聚类的改进四叉树索引,实现了室内外三维模型组织和调度。实验结果表明:该方法支持多源数据的统一组织和调度,顾及了多源数据间的差异,渲染效率高,具有有效性和可行性,能够满足规划、建设和运维等不同阶段的三维数据组织和管理需求。