基于SAR干涉点目标分析技术的城市地表形变监测

通过深入研究干涉点目标的相位模型,提出基于空间搜索的邻近点目标干涉相位差解缠方法,用以计算点目标的地形残差和线性形变,以及分离点目标大气延迟相位和非线性形变相位的时空域滤波方法,解决干涉点目标分析中的关键问题.最后,以苏州地区地表沉降监测为应用试验,利用形成的SAR干涉点目标形变信息提取技术,获取苏州市区1992-2002年间的地表沉降信息.研究结果与已有文献记录保持比较好的一致性,证明SAR干涉点目标技术完全可以发展成为应用于城市地表形变监测的实用化技术.

Abstract：

Interferometric point target analysis (IPTA) is one of the latest developments in radar interferometric processing. It is achieved by analysis of the interferometric phases of some individual point targets, which are discrete and present temporarily stable backscattering characteristics, in long temporal series of interferometric SAR images. This paper analyzes the interferometric phase model of point targets, and then addresses two key issues within IPTA process. Firstly, a spatial searching method is proposed to unwrap the interferometric phase difference between two neighboring point targets. The height residual error and linear deformation rate of each point target can then be calculated, when a global reference point with known height correction and deformation history is chosen. Secondly, a spatial-temporal filtering scheme is proposed to further separate the atmosphere phase and nonlinear deformation phase from the residual interferometric phase. Finally, an experiment of the developed IPTA methodology is conducted over Suzhou urban area. Totally 38 ERS-1/2 SAR scenes are analyzed, and the deformation information over 3 546 point targets in the time span of 1992-2002 are generated. The IPTA-derivecl deformation shows very good agreement with the published result, which demonstrates that the IPTA technique can be developed into an operational tool to map the ground subsidence over urban area.     

GPS对流层延迟改正模型及其InSAR应用研究

分析对样本点与待插值点间水平距离和高差赋予不同影响因子的改进反距离加权内插法(IIDW)。试验表明,改进的反距离加权内插法在GPS对流层内插方面内插精度优于传统反距离加权内插法,但是在将内插值应用到InSAR干涉图对流层延迟时,高程差对对流层延迟的影响却很小。     

基于PALSAR数据的DEM提取方法研究

针对PALSAR Level 1.1数据,研究使用NASA/JPL提供的开源干涉软件包ROI_PAC Version 3.0提取DEM.ROI_PAC的目前版本只能处理Level 1.0数据,因此,文章在分析了ROI_PAC软件包处理流程的基础上,提出处理Level 1.1数据的方法,并用PALSAR Level 1.1数据对该方法做了验证.干涉重建DEM与参考DEM的对比结果表明,二者的差异均值为0.27 m,标准差为±9.24 m,80%像元点的高程误差在±10 m以内.     

经典平差模型的扩展

将经典测量平差的概括模型(附有等式限制条件的条件平差模型)扩展为附不等式约束的平差模型,同时将其定义为测量平差统一模型,并在一定的条件下实现这种平差模型与概括平差模型间的相互转换.在最小二乘平差原则下,作者结合虚拟观测方程处理不等式约束的思路,给出附不等式约束平差的最小二乘显式解,分析其统计性质,并修正传统测量平差结果的统一表达式.按本文所提方法,附不等式约束的平差问题,完全可以利用传统的平差方法和平差程序求解,方法简单可行.     

局部最优估计的参数求解方法

结合了飞行器轨道拟合的实际问题,介绍了在约束条件下基于局部最优估计的参数求解,阐述了其经验和方法。     

极化与干涉合成孔径雷达应用方法研究进展

简要指出极化和干涉SAR 的基本特征后, 分别介绍了国内外近年来极化和干涉SAR, 以及极化干涉SAR 的研究进展。对处理和应用极化SAR 信息的方法和进展进行了归纳和总结, 重点对极化分解方法、极化分类和相干最优技术进行了介绍, 探讨了其发展的方向。对几种主要新的干涉SAR 应用技术方法, 包括最小二乘(LS)方法、永久散射体(PS)方法、小基线子集(SBAS)方法、相干目标(CT)方法和人工角反射器干涉测量(CR)方法进行了简要介绍和分析, 指出了其各自的特点。最后, 对综合极化和干涉特点的极化干涉SAR的应用研究状况, 包括植被参数、建筑物高度、冰川变化等几个重要的应用研究方向进行了介绍, 并讨论了存在的问题和不足。     

InSAR DEM精度与地形特征的关系分析

为研究InSARDEM与地形特征的关系,本文以从不同空间位置获取的两幅SAR影像作为实验数据,将InSARDEM与USGSDEM进行比较,分析了InSARDEM的精度,并研究其与坡度、坡向之间的关系。结果表明,本次实验InSARDEM与USGSDEM高程差异中误差为+19.11m,其精度与地形特征强烈相关,随着坡度的增加,InSARDEM精度降低,且前坡处高程精度高于后坡。     

一种基于空时联合约束的相对定位方法

为了降低机动环境对传感器网络自身定位的影响,提出了一种基于空时联合约束的相对定位(STRP)方法.Monte Carlo仿真表明,相对于STF技术,STRP方法降低了环境对定位的影响,自主导航定位的精度提高了36%.     

基于构造约束的波阻抗边界刻画

通过边界保护正则化和约束反演,在反演的目标函数中引入各种先验信息约束,以解决波阻抗反演的病态问题和带限问题.为了克服波阻抗模型边界过于平滑,在反演中引入地层和断层等构造信息约束,并且通过调整地层分界面和断层处的正则参数值来实现构造约束.此外,采用各向异性扩散法进行平滑处理,改善反演结果.通过合成数据测试和实际资料反演,证明了本文提出的方法对刻画模型边界是有效的.