PSInSAR中PS的自动探测

为了有效探测PSInSAR中的永久散射体,充分考虑永久散射体对雷达波的强反射特性及强稳定性,文中提出三阈值探测法,即联合采用时序相关系数、振幅离差和振幅指数3重阈值串行结合的算法,该方法首先考虑雷达回波信号的强信噪比,用平均相干系数和振幅两道阈值挑选出永久散射体候选点,然后考虑永久散射体强稳定性,用振幅离差阈值从永久散射体后选点中进一步精选出永久散射体。最后利用澳门地区的30幅Envisat影像进行实验,证明该方法有效且可靠。     

PSI技术在地表形变监测中的应用研究

基于时序SAR影像准确识别PS是永久散射体合成孔径雷达干涉(PSI)技术建模及形变信息提取中最为关键的问题之一。本文提出了一种改进的PS探测算法,它是基于时序SAR影像的振幅信息,利用振幅和振幅离差指数双阈值法获取PS候选点,对所有候选点进行相位稳定性分析,筛选出既满足雷达反射强度高、又符合散射稳定性要求的真实PS点,并基于所选PS点提取形变信息。实验结果表明,相比于已有PS探测方法,本文所提出的方法能够更准确、可靠地识别出时序SAR影像中的PS目标,进而提高了PSI形变探测结果的精度和可靠性。     

改进的PS探测方法及其应用

提出一种改进的永久散射体PS(Persistent Scatterer)探测方法,首先基于时序SAR影像的振幅信息,利用振幅和振幅离差指数双阈值法获取PS候选点,然后根据干涉相位空间相关性,对所有候选点进行相位稳定性分析,筛选出既满足雷达反射强度高、又符合散射稳定性要求的真实PS点,最后基于所选PS点提取形变信息。选取上海市局部区域作为实验区,以16幅TerraSAR-X(TSX)影像为数据源,进行PS探测和形变信息提取。结果表明,相比于已有的PS探测方法,本文方法能够更准确、可靠地识别出时序SAR影像中的PS点。形变结果显示,研究区域内最大沉降速率为-51mm/a,平均沉降速率为-15.8mm/a,以水准实测数据进行检核,验证了基于改进的PS探测方法进行地表形变信息提取结果的可靠性。     

一种顾及永久散射体的SBAS InSAR时序地表沉降提取方法

提出了一种顾及永久散射体的SBAS InSAR时序地表形变提取方法。通过设置相干性、振幅离差指数、形变速率3阈值提取稳定的永久散射体,将其作为地面控制点引入SBAS InSAR处理流程,完成对地表形变的提取,并以郑州地区为例进行试验。获取了郑州市区2016年11月至2017年11月的地表沉降速率和时序地表沉降量,通过与PS InSAR、SBAS InSAR处理结果及水准测量进行对比,说明了该方法的可靠性。     

改进PS提取方法在GB-InSAR中的应用

地基合成孔径雷达(GB-InSAR)可以实现对小范围目标的连续高精度监测,而永久散射体可以帮助GB-InSAR系统提供稳定可靠的监测目标。相关系数阈值法是一种传统的永久散射体提取方法,但在实际应用中存在一定的误选。为了减少误选,提高相关系数阈值法选取永久散射体的可靠性,提出一种改进的相关系数阈值法,并通过实验验证其可靠性。     

基于永久散射体雷达差分干涉测量的城市地面沉降研究——以上海地面沉降监测为例

基于永久散射体雷达差分干涉测量技术,提出探测水久敞射体的振幅信息双阈值方法,研究上海陆家嘴地区在1992～2002年的地面沉降,获得该地区的线性和非线性沉降量以及区域沉降场,证实了地表形变在1 km范围内具有强相关性.结果显示陆家嘴地区在1992～2002年间的线性沉降速率为13.2 mn/a,总体半均沉降速率为16.8 mm/a,与实测结果之间具有较高的一致性.研究表明,PS-DInSAR技术不仪可有效探测地表离散目标的线性形变,还可探测其非线性形变以及获取地表区域形变场,并且可监测地表形变的时序变化过程.除了可用于城市沉降监测外,PS-DInSAR技术还可用于地震、火山、滑坡等地质灾害的监测.     

基线网信息存储的地表线性变形速率探测

针对传统基线网络构建方法易出现长距离基线边和低质量永久散射体点,且基线边信息存储过程中不易检测出重复边的问题,该文对永久散射体干涉测量技术中整体基线网络布设及基线边信息存储算法开展研究。采用附有距离限制原则的Delaunay三角形布设方法,可有效剔除长距离基线边和低质量永久散射体点;利用邻接矩阵模型算法进行基线边信息存储,可实现重复边的检测,进而提高运算效率。利用河南地区PALSAR影像中提取出的永久散射体点及预先安装布设的角反射器点进行整体基线网络布设及信息存储试验,结果表明获取的地表线性速率精度达到2mm/a,可为永久散射体干涉测量变形监测中差分函数相位模型的建立提供必要前提,为研究区域时间序列变形结果的反演提供有利保证。     

干涉雷达永久散射体自动探测--算法与实验结果

基于理论与模拟实验分析,提出并实现“双重阈值”PS自动探测算法,即时序相关系数阈值法和振幅离差指数阈值法相结合,达到PS自动探测时间效率与可靠性的统一。选用覆盖上海地区的26幅ERS-1/2 C波段SAR图像(1992~2002年),双重阈值PS探测算法得到了检验,实验结果表明,该方法能够有效地提取可靠的PS目标。     

高分辨率PSI上海市沉降探测及分析

本文在改进的永久散射体(PS)探测方法基础上,应用高分辨率永久散射体雷达干涉(PSI)探测上海市地表沉降,并对沉降原因进行了详细分析。实验选取2008年4月至2010年1月间,由德国卫星TerraSAR-X(TSX)所获取的18幅X波段(波长为3.1 cm)高分辨率SAR影像为数据源,进行PS探测、PSI建模、形变提取和分析。实验结果表明,改进的PS探测方法探测出的PS点是合理和可靠的,且高分辨率SAR影像对地面硬目标识别能力较强,显著提高了PS点的密度和覆盖范围。沉降探测结果显示,最大相对沉降速率达30 mm/yr,平均沉降速率为11.5 mm/yr。     

基于ROC曲线的永久散射体识别最佳阈值定量筛选

永久散射体识别是用PS-InSAR方法获取地面沉降数据的关键环节之一,其最佳阈值的设定直接影响PS点的精度和密度。本文基于大数据统计的分析方法——ROC曲线法定量分析和确定PS点识别的最佳阈值。选择3种典型的PS识别方法,绘制每种方法在不同阈值条件下的ROC曲线图,当ROC曲线下面积越大,方法越优。依据最佳阈值位于ROC曲线左上部位的特征,采用敏感度与特异度之和（Se+Sp）最大的方法可定量判定出最佳阈值的取值。在最佳阈值条件下,识别的PS点具有正选率足够高、误选率足够小,PS点的密度足够大的特性。为进一步验证该方法的可行性,本文以北京龙潭公园地区为PS识别的实验区,用振幅离差指数法、相关系数法,以及两种阈值相结合的双阈值法3种方法进行实验识别PS点,并根据ROC曲线判得3种方法的最佳阈值。研究结果发现：（1）振幅离差T_D识别PS点的最佳阈值为0.45;相干系数Tγ识别PS点的最佳阈值为0.45;振幅离差T_D、相干系数Tγ双重阈值识别PS点的最佳阈值（T_D,Tγ）为（0.50,0.50）。（2）用振幅离差T_D和相干系数Tγ双阈值法识别PS点,得到的ROC曲线下面积AUC=0.762,高于单阈值法,表明双重阈值法识别PS点优于单一阈值的PS点识别方法。研究表明ROC曲线可定量化确定PS点的最佳阈值,而且该方法可进一步推广于GIS空间分析、遥感解译过程中阈值的定量化筛选。     

青藏高原冻土形变监测的永久散射体方法研究

为了有效地对较大范围内青藏高原冻土形变进行研究,改进了永久散射体方法,并将其应用于青藏铁路北麓河段的冻土形变研究。通过与实测数据的对比发现,本文所计算出来的北麓河段冻土路基的形变在趋势上是正确的,说明采用永久散射体方法对高原冻土的形变进行研究是具有很大潜力的。     

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。     

基于分时散射目标的非城区地形PS-InSAR监测

永久散射体(PS)在非城区的分布密度通常难以满足PS-InSAR技术的地形监测需求,导致PS-InSAR监测误差较大,而非城区通常存在一定时段内的散射目标,即分时散射目标,为此,本文提出基于分时散射目标的改进PS-InSAR算法。首先采用通过边缘保持EMD算法对SAR影像干涉对进行降噪;然后以双层K-means聚类提取非城区的分时散射目标候选集,并通过可信概率提取可靠的分时散射目标;最后通过组内加权参数迭代和组间等权融合,计算监测区的地表形变。试验结果表明,提取的分时散射目标与同位置PS点具有相近的分布特性和变化趋势,较大地提高了非城区目标点的分布密度,提高了非城区地表形变监测的精度。     

干涉雷达时间序列分析方法在地面沉降监测中的应用

地面沉降已经成为全球性问题，传统的大地测量技术在日益严重的大范围地面沉降监测方面越来越显得难以胜任，新兴的 雷达干涉测量技术正好提供了一种大覆盖、高空间和高时间分辨率的地面沉降监测手段。本文以天津地区为实验区，介绍并实现了 利用PS点的InSAR时间序列分析方法，取得了较好的实验结果。     

结合KSTEST统计检验方法的联合像素时序干涉SAR处理技术

联合像素干涉SAR处理技术属于第二代时序干涉SAR技术,技术流程分为3步：联合像素信号模型建立,拟合优度检验,空域自适应滤波。本文在一维KSTEST统计检验方法基础上,提出了基于多维联合像素的非参数拟合优度检验方法,利用实测数据将该方法与传统的多时相干涉SAR技术结果对比,使形变监测点空间密度得到有效提升,形变监测能力得到进一步提高。     

利用时序PS-InSAR监测青藏高原冻土区地表形变

多年冻土及其活动层的变化对研究全球气候变化和生物多样性具有重要意义.传统的冻土测量方法通常只针对特定地点,空间覆盖范围有限,尤其是青藏高原冻土.本文采用C波段Sentinel-1A IW模式数据并结合一种顾及永久散射体的小基线SAR干涉(SBAS)技术,对青藏高原沱沱河地区地面形变和冻融过程进行了研究.探测到的地面位移...     

Diameters of the orbital tubes in long-term interferometric SAR surveys

This letter studies the impact of the use of permanent scatterers (PS) on the distribution of the perpendicular baselines in long-term satellite interferometric synthetic aperture radar surveys. This letter also evaluates the relation between the radar center frequency and the dispersion of the estimates of the elevations of the PS as a function of noise and of the time jitter due to atmospheric disturbances.     

利用稀少卫星影像控制点生产1:10 000 DOM——以阿拉善盟测区为例

青藏铁路沿线地表受多年冻土的影响会产生抬升和沉降,形变监测对于其安全运行至关重要。本文采用41景C波段Sentinel-1A升轨数据,结合均匀网格划分子区域的方法,探测分布相对均匀的永久散射体,以作为SBAS InSAR技术的地面控制点,对青藏线羊八井站至乌玛塘站段铁路及其沿线地表进行形变监测。试验结果表明,该段铁路年形变速率范围为-8~2 mm/a,该区域形变受周围冻土的影响随季节呈周期性变化;SBAS InSAR技术和本文的PS-SBAS InSAR技术在同名点形变趋势与形变程度方面的对比结果保持一致性,进一步说明了本文方法的可靠性。