一种利用HJ-IRS影像的林火火点自动检测算法

对比分析了MODIS传感器和HJ-IRS传感器的差异,在MODIS火点探测V4算法的基础上,通过对云和水体掩膜方法的改进及算法中各阈值的调整,提出了一种适于HJ-IRS的林火火点自动检测算法。以我国黑龙江地区及俄罗斯远东地区为研究对象,通过与采用V4算法生产的相同区域内同时相的MODIS火点产品进行对比分析,发现IRS火点产品在空间分布上与MODIS火点产品基本一致,并没有出现漏检现象;而在低温小火点的探测及火点的几何定位方面,HJ-IRS更具优势。     

精密轨道支持下的哨兵卫星TOPS模式干涉处理

哨兵卫星采用TOPS模式成像,为确保影像干涉相位偏差小于3°,方位向配准精确度需达到0.001个像素。本文论证了哨兵卫星精密轨道条件下进行几何配准即可达到较高的配准精度,满足增强谱分集进行方位向残余偏移量估计的前提条件,并基于DORIS软件实现哨兵卫星TOPS模式影像的几何配准和增强谱分集优化配准处理。地表方位向形变等信号可导致Burst干涉图之间发生相位跳变,并对增强谱分集估计几何配准残余偏移量时产生干扰,本文开展了相关的理论分析和数据处理试验,提出粗差探测方法消除相位跳变对增强谱分集配准的干扰。     

基于平滑样条的PSInSAR大气效应分离研究

永久散射体技术（permanent scatterers interferometric synthetic aperture radar,PSInSAR）通过提取时间维高相干点,根据各类信息的时空统计特性实现PS（persistent scatterers）点相位分量的分离,获得高精度地表形变监测结果。大气效应作为影响干涉测量精度的最主要误差源,可以通过经典滤波器分别在时间维和空间维滤波处理予以消除。在StaMPS（stanford method for persistent scatterers）技术体系中,大气效应分离时还保有全部的沉降信息。当地表形变速率较大时,大气效应和沉降信息的频谱重合度较高,经典滤波器无法将二者有效分离。通过平滑样条滤波分离大气效应和形变信息,采用广义交叉验证方法获取形变信息的最优估计值,可抗拒解缠错误引起的相位跳变干扰。最后根据模拟数据和ASAR（advanced synthetic aperture radar）数据对比分析高斯滤波和平滑样条滤波分离大气效应的效果,验证平滑样条方法的有效性。     

地下水开采与地面沉降关系的短基线集分析

针对传统地面沉降监测手段阻碍了地下水的开采控制及其相关研究这一情况,该文基于短基线集时序分析方法提取了天津市平原地表形变信息。首先根据合成孔径雷达干涉结果分析了天津市地面沉降分布特征,然后定量研究了地面沉降漏斗分布特征,最后以北辰区为例将实测地下水降落漏斗与地面沉降中心进行耦合。结果表明:天津市地面沉降产生主导因素为超量开采造成的地下水位下降,两者直接相关;地下水超采区内的地面沉降中心与地下水漏斗中心大致吻合,并有整体稍向西北方向偏移的趋势,原因可能为地下水开采后,受岩土的厚度与性质控制,其软土层固结速滞后于地下水位的水头变化。     

武汉大学卫星导航定位技术研究中心准确解算日本地震精确位移量

日本大地震后,武汉大学卫星导航定位技术研究中心教授施闯带领课题组,第一时间对日本境内的GPS数据进行了精密处理和分析,准确解算了地震发生时的地面震动状态。结果显示,地震发生时刻水平方向有两次强烈震动,造成日本GPS观测站MIZU站向东2 m、向南1 m的永久性位移,     

永久散射体点目标提取方法研究

分析幅度稳定性、相位稳定性、时序相关性及振幅离差阈值等多种PS点提取方法的特点与缺陷,提出基于时序相关系数阈值与振幅离差阈值并集和交集的PS点识别策略,给出其相应模型,并实例验证了该方法的有效性与优越性。     

基于多卫星平台永久散射体雷达干涉提取三维地表形变速度场

永久散射体雷达干涉(PSI)技术及其应用于区域地表形变监测已成为雷达遥感领域的研究热点之一.使用单一卫星平台所获取的单侧视SAR影像时间序列进行PSI分析,仅能获取沿雷达视线(LOS)方向的一维地表位移信息.本文提出了基于多平台永久散射体雷达干涉提取三维地表形变速度场的模型与算法,其基本策略是:首先针对每一卫星平台的SAR影像时间序列进行PSI分析,并计算各地面目标沿LOS向的位移速度值,然后联合各平台所对应的LOS向位移速度值进行建模,并基于最小二乘方法解算各地面目标的三维位移速度分量.实验选取天津市西北部作为测试区,使用2007—2010年所获取的39幅TerraSAR-X影像、23幅ENVISAT ASAR影像和16幅ALOS PALSAR影像进行分析,经联合解算得到了该测试区域的垂直位移速度场以及南北向和东西向水平位移速度分量.与地面水准和已有GPS观测结果对比分析表明:多平台PSI的垂直位移速度场精度可达毫米级,而其水平位移速度分量与已有GPS结果基本一致.多平台PSI分析无需引入任何外部形变参考信息,便可以实现形变场的偏差校准和三维形变场的恢复.     

L波段雷达卫星监测采空塌陷区及输电铁塔基础变形研究

我国西电东输过程中,山西等地的煤矿采空区地面塌陷易导致铁塔基础变形,严重威胁特高压输电线路的运行安全。本文利用ALOS PALSAR雷达影像,应用差分干涉测量技术监测1000kV特高压输电线路山西段附近采空区地表沉降。通过形变图时间序列结果,分析了输电走廊地区的地面塌陷区变化。对差分干涉图中的多种误差源进行了量化分析,相对于采空区的快速地面塌陷而言,大气相位和基线误差表现为较低频率的噪声。针对以上特点,本文提出掩模和低通滤波的方法,有效地消除了差分干涉图中的大气相位与基线误差。研究结果表明：塌陷区137#铁塔基础,最大累计沉降量达到14cm,沿输电线路的最大倾斜为1.27‰,垂直输电线路的最大倾斜为0.46‰。本文的结果为输电铁塔安全监测提供了新的监测手段。     

针对超高压输电导线的散射亮斑时间序列分析

针对超高压输电导线在高分辨率雷达影像上表现出的强散射特性,该文提出了一种自动提取输电导线强散射亮斑中心位置的算法。采用自适应窗口最大相关系数法,较精确地提取了强散射斑的位置,实现对散射亮斑亮度、面积、位置的时序分析。基于此算法的实验结果表明:输电导线散射亮斑的亮度峰值、50db以上的散射面积以及中心位置在时序影像中均发生不同程度的变化,并表明散射亮斑位置受导线弧垂影响,且温度是改变弧垂曲率和导线散射几何关系的主要因素。     

特高压输电铁塔聚束模式SAR干涉特性研究与覆冰试验

本文基于多幅TerraSAR卫星聚束模式SAR影像,研究了武汉特高压试验基地内特高压输电铁塔的雷达散射机制和干涉特性。利用高精度LiDAR扫描铁塔并进行三维建模,基于SAR几何成像关系分析了铁塔不同部位的散射几何关系。对比分析了基于散射强度和投影几何关系量测的铁塔横担间的高差,以及干涉图中相位变化反演的高差。结果表明相位推算的高差受噪声的干扰较大。本文对覆冰铁塔构件的雷达影像进行了理论分析和数据统计。结果表明,10 cm覆冰厚度破坏了铁塔构件二面角散射条件,造成雷达散射信号强度衰减了约8 dB,这表明输电铁塔雷达散射强度的变化可用于量化评估铁塔的覆冰状态。