差分干涉雷达技术中用永久散射体计算非线性沉降

本文的主要目的是对最近发表一篇论文中介绍的永久散射体(PS)技术进行补充说明。那篇论文阐明了现存的散射体，经过几年的时间仍然保持相关。它们可以通过一系列ERSSAR影像确定，然后进行时空分析以区分和确定每个PS对干涉相位的不同贡献。联合得出了相对高程，辱动，和大气引起的传播路线变化，从而准确测量出地面运动。     

永久散射体：精确度评价与多平台分析

PS输出产品的精度评价(雷达视线上的位移测量、平均形变率、PS高程)不是一件很容易做的事情。有三个主要的因素影响着PS测量的精度.     

声衍射层析成像中吸收型散射体的Rytov二阶近似重建

文中详细讨论了Rytov二阶近似下的声逆散射微扰论公式，并考察了它的适用范围. 介 绍了吸收型散射体的Rytov二阶近似重建算法，重建了散射体内部的波数和吸收系数. 这种 散射体的重建与纯位相型散射体的重建一样，不同的只是在计算正散射时考虑了吸收的影响 . 数值模拟给出了Born一阶、二阶和Rytov一阶、二阶近似重建的例子，说明Rytov二阶近似 在一定范围内比其他三种近似算法好.     

雷达干涉PS网络的基线识别与解算方法

时序雷达干涉图中的永久散射体(PS)可看作“天然GPS点”, 以构成网络用于监测长期的地表形变. 本文提出采用邻接矩阵拓扑模型对基于Delaunay剖分算法生成的PS网络进行基线识别, 并采用时序相干最大化算法求解PS基线的线性形变速度增量和高程误差增量. 该数据模型和计算方法被应用于探测香港地区2006~2007年间的区域地表沉降. 实验研究采用由Envisat卫星ASAR传感器对该地区成像所获取的时序SAR影像作为数据源, 并联合该地区12个GPS连续运行参考站的观测数据予以大气修正和地面控制. 实验结果表明, 该模型和方法应用于地表形变测量是有效的和可靠的, PS网络方法探测地面沉降的精度约为±2.0 mm/a.     

PS-DInSAR技术在矿区地表形变测量中的应用探讨

简要介绍并比较当前矿区地表形变监测的主要方法,阐述PS-DInSAR技术的原理与优势,并就其应用中的技术向题及解决方案进行讨论.     

基于改进PSInSAR技术的非城区地表形变监测

为解决经典PSInSAR技术在非城区因受永久散射体空间分布不足而导致地形形变监测误差较大的问题,提出基于分时散射体(partial time scatterer,PTS)提取的改进算法。首先基于改进的经验模态分解对影像进行边缘保持平滑滤波降噪,然后采用可信概率估计对PTS目标进行联合提取,最后通过参数差分估计分离PTS相位和计算形变速率,从而得到监测区的地表形变。实验结果表明,提取的PTS目标基本可保持传统PS点的空间分布特性和时序变化趋势,提高非城区目标点的空间分布密度,本文算法具有有效性。     

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。     

PSI技术在上海地表沉降监测中的应用

应用永久散射体雷达干涉(PSI)技术进行地表沉降监测研究,对PSI建模时采用的各相位分量的空间相关特性和沉降结果精度进行详细分析。试验选取覆盖上海地区的16幅高分辨率TerraSAR-X(TSX)SAR影像为数据源,进行PSI建模、形变提取和精度分析,并使用地面水准数据进行对比验证。结果表明,根据PS各相位分量的空间相关特性进行PS点的识别是合理的。与水准数据对比,两类年沉降速率结果具有很好的一致性,差异均值和标准偏差分别为1.6 mm/a和±4.6 mm/a,最小和最大差异量分别为0.198 7 mm/a和10.132 mm/a,证实了PSI技术在上海地区地表沉降监测的应用是有效和可靠的。     

基于奇异值分解的DS-InSAR相位优化

高质量监测点空间密度是时序InSAR开展形变监测的重要指标，依靠分布式散射体DS(Distributed Scatters)开展InSAR形变监测可有效解决传统时序InSAR监测点空间密度不够的缺陷，但分布式散射体干涉相位极易受到去相干影响，造成干涉相位失真，因此分布式散射体相位优化是DS-InSAR技术的关键，针对这一情况，本文提出一种新的基于奇异值分解的DS相位优化方法，该方法利用同质像元时序相位重构相位矩阵，对矩阵进行主成分分析得到优化相位。采用模拟数据和33景覆盖郑州东部白沙镇Sentinel-1A数据对提出方法的可靠性与有效性进行验证和分析。采用时序平均相位标准偏差、平均相位梯度、平均残差点数目作为干涉图优化效果评价指标，提出方法优化后干涉图相较于原始干涉图分别下降了15.61%、25.81%、44.84%，与对比DS相位优化方法相比，提出方法对干涉图DS相位优化效果更好，特别是在一些低相干区域仍然可获得较好DS相位优化结果；提出方法在降低DS相位噪声同时可较好地保持地物细节信息。此外，相较于常规PS(Permanent Scatters)技术形变监测结果，本文方法高质量监测...     

黄河流域刘家峡—兰州段滑坡灾害的InSAR识别及成因分析

我国滑坡灾害频发,尤其是西部地区,滑坡的隐蔽性强且危害巨大,对其灾害隐患进行早期识别对防灾减灾意义重大.传统的人工排查、大地测量等手段在山区难以开展且耗时耗力,合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)作为新兴的遥感测量手段,可以更精确、高效地进行大范围的滑坡灾害隐患识别.以黄河流域刘家峡-兰州段为研究区,采用永久散射体I...