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《解放军信息工程大学》 2009年
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D-InSAR技术用于地表形变监测研究

黄艳  
【摘要】:合成孔径雷达差分干涉测量(Differential Interferometric SAR, D-InSAR)是利用合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)获取的相位信息提取地表形变信息的一门技术。D-InSAR具有全天候、全天时的工作特点和快速、高精度、大区域对地测量的技术优势,可以探测到地震、冰川漂移、地面沉降等自然灾害引起的地表微小形变,精度可达厘米级至毫米级。本文对D-InSAR技术的关键步骤和算法进行了比较详细的研究和实践,主要研究内容如下: 1.总结了D-InSAR技术的应用情况和研究现状,分析了D-InSAR较之于与其他传统变形监测技术的优势。结合InSAR的工作模式和原理,系统论述了D-InSAR监测地表形变的基本原理和数据处理流程,分析了D-InSAR的主要误差来源。 2.介绍了SAR复影像配准的特点和常用的复影像配准方法。将基于相干系数的粗配准方法和频谱极大值法的精配准方法相结合,有效地提高了配准精度。 3.研究并实现了SAR干涉处理中常用的几种滤波算法,包括多视滤波、圆周期均滤波、梯度自适应滤波和改进的Goldstein滤波,并利用残差点数对各种算法的滤波效果进行了评价和比较。实验表明,传统的均值滤波和中值滤波方法并不适合于对干涉相位直接进行滤波处理;圆周期滤波较好的保持了干涉条纹的圆周期特性;梯度自适应滤波能够较好地保持干涉图中的条纹信息;改进的Goldstein滤波方法能够更好地平滑干涉相位,滤除相位噪声。 4.分析了直接相位积分法、枝切法、区域生长法、最小二乘法等相位解缠方法。采用枝切法进行了相位解缠实验,解缠结果与Doris采用的网络流算法结果一致。 5.利用ENVISAT ASAR数据,采用三轨差分法生成了伊朗巴姆地震区域的差分干涉图,并对其结果进行了初步的分析,得到了地震引起的厘米级地表形变,并分析了D-InSAR技术的适用性。
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