基于IPTA和SBAS-InSAR的聊城市地表沉降对比分析
发布时间：2021-08-27 10:03
合成孔径雷达干涉测量技术具有全天时、全天候、高精度的特点,它极好的弥补了水准测量和GPS测量的缺点,逐步发展成为地表形变监测的一种重要技术手段,但由于D-InSAR技术的发展受时空失相干和大气延迟效应的制约,在此基础上发展起来的时间序列InSAR技术如PS-InSAR技术、SBAS-InSAR技术、IPTA技术等都可以很好的解决这一问题,逐步运用到变形监测的各个领域。本文应用相干点目标分析(IPTA)技术和短基线集技术(SBAS-InSAR)技术,采用GAMMA软件、ENVI SARscape软件平台以及聊城地区Sentinel-1 A SAR数据,进行了短时间内的地面沉降研究分析,得到了基于两种技术的两种形变速率模型,验证了两种技术的精度和可靠性,获得了一些具有参考价值的结论。主要研究结果如下:(1)在IPTA技术中干涉点目标的选取是完成后续干涉测量处理的前提,首先详细介绍了常见的干涉点目标选取的方法,然后提出了在IPTA中利用单个SLC的光谱属性和利用稳定的后向散射强度这两种方法进行干涉点目标选取,并将两种方法提取出的点融合确定了最终候选点。(2)在获取聊城市茌平县在2015.1 1-2016.8之间的17景Sentinel-1 A SAR影像数据基础上,分别用IPTA和SBAS技术反演得到研究区时间序列地表形变速率模型。结果表明,聊城市地表形变特征非常明显,地面沉降区域集中在茌平县、东阿县以及阳谷县,其中茌平县沉降最严重,因此形成了以茌平县为中心的沉降漏斗区,同时发现聊城市中心城区出现了一定程度的地面回弹。利用IPTA技术得到茌平县最大地面累积沉降量为118mm,利用SBAS技术得到茌平县最大地面累积沉降速量达到121mm。(3)对IPTA和SBAS技术技术反演得到的地面形变速率进行综合分析,结果表明两种方法得到的形变速率趋势大体一致,得到了相对可靠的结果。
【学位级别】：硕士
【图文】：
ＩｎＳＡＲ是通过两景ＳＬＣ邋ＳＡＲ影像进行共轭相乘生成千涉相位来获取地表逡逑三维信息或微小形变信息的一种空间对地观测技术。干涉测量的基本原理如下逡逑图２．１所示。逡逑Ｓ２逡逑ｈ邋；逦地面逡逑逦＼逦逦Ｙ逦逡逑参考面逡逑＼邋＼逡逑图２．１邋ＳＡＲ重复观测成像示意图逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ａ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＳＡＲ邋ｒｅｐｅａｔｅｄ邋ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ邋ｉｍａｇｉｎｇ逡逑图２．１中，４和＆分别为雷达卫星两次通过时的位置，Ｈ为卫星第一次通过逡逑点Ｐ时的飞行高度。０为卫星到目标Ｐ的观测角，〃，、Ａ分别为雷达卫星两次逡逑通过向地面目标Ｐ是天线到目标的距离，为空间基线即卫星两次通过时的距逡逑离，《是空间基线Ｓ与水平方向的夹角，Ａ、Ｒ为平行基线和垂直基线，表达式逡逑如下：逡逑卜＝ｓｓｉｎ（ｆｒ）、逦式（山逡逑［５邋＝邋５ｃｏｓ（＾－？）逡逑雷达两次通过同一目标获取的地物回波信号可以用复数表示如下［４６］：逡逑Ｓ邋＝邋ａ邋＋邋Ｚ？邋／邋＝邋＾－ｅｘｐ［／－＾］逦式（２．２）逡逑式中，ａ表示为复数的实部，ｂ表示为复数的虚部；ｄ表示振幅；Ｐ表示回波的逡逑７逡逑
Ｆｉｇ．２．２邋Ｐｈａｓｅ邋ｃｈａｎｇｅ邋ｏｆ邋ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ邋ｃａｕｓｅｄ邋ｂｙ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ逡逑当目标点不在参考面而是位于实际的地球表面上，这时目标点具有一定的逡逑高程值，如图２．２的巧点。按斜距投影方式，Ｐ２点＃参考面上的对应点为５逡逑与巧到雷达卫４的斜距相等Ｗ邋＝邋￥）。相当于参考面上的点＾沿地形表面移动至逡逑高程点相应引起雷达天线到的视角／＾较６变化了湖。根据图２．２可得雷达逡逑两次观测６点的斜距差为：逡逑Ａ／？邋＝邋２（７？】－式）＝２召ｓｉｎ（l挘悖蓿悖铮螅悖掊澹澹幔蓿悖铮螅蓿蓿椋希螅椋睿蓿掊问剑ǎ玻矗╁义嫌捎诶状锸咏潜浠考ず苄。山迫衔悖铮蠹ぃ剑保澹螅椋罴ぃ郊ぃ街械腻义希
本文编号：2635413
【学位级别】：硕士
【图文】：
ＩｎＳＡＲ是通过两景ＳＬＣ邋ＳＡＲ影像进行共轭相乘生成千涉相位来获取地表逡逑三维信息或微小形变信息的一种空间对地观测技术。干涉测量的基本原理如下逡逑图２．１所示。逡逑Ｓ２逡逑ｈ邋；逦地面逡逑逦＼逦逦Ｙ逦逡逑参考面逡逑＼邋＼逡逑图２．１邋ＳＡＲ重复观测成像示意图逡逑Ｆｉｇ．２．１邋Ａ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＳＡＲ邋ｒｅｐｅａｔｅｄ邋ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ邋ｉｍａｇｉｎｇ逡逑图２．１中，４和＆分别为雷达卫星两次通过时的位置，Ｈ为卫星第一次通过逡逑点Ｐ时的飞行高度。０为卫星到目标Ｐ的观测角，〃，、Ａ分别为雷达卫星两次逡逑通过向地面目标Ｐ是天线到目标的距离，为空间基线即卫星两次通过时的距逡逑离，《是空间基线Ｓ与水平方向的夹角，Ａ、Ｒ为平行基线和垂直基线，表达式逡逑如下：逡逑卜＝ｓｓｉｎ（ｆｒ）、逦式（山逡逑［５邋＝邋５ｃｏｓ（＾－？）逡逑雷达两次通过同一目标获取的地物回波信号可以用复数表示如下［４６］：逡逑Ｓ邋＝邋ａ邋＋邋Ｚ？邋／邋＝邋＾－ｅｘｐ［／－＾］逦式（２．２）逡逑式中，ａ表示为复数的实部，ｂ表示为复数的虚部；ｄ表示振幅；Ｐ表示回波的逡逑７逡逑
Ｆｉｇ．２．２邋Ｐｈａｓｅ邋ｃｈａｎｇｅ邋ｏｆ邋ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ邋ｃａｕｓｅｄ邋ｂｙ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ逡逑当目标点不在参考面而是位于实际的地球表面上，这时目标点具有一定的逡逑高程值，如图２．２的巧点。按斜距投影方式，Ｐ２点＃参考面上的对应点为５逡逑与巧到雷达卫４的斜距相等Ｗ邋＝邋￥）。相当于参考面上的点＾沿地形表面移动至逡逑高程点相应引起雷达天线到的视角／＾较６变化了湖。根据图２．２可得雷达逡逑两次观测６点的斜距差为：逡逑Ａ／？邋＝邋２（７？】－式）＝２召ｓｉｎ（l挘悖蓿悖铮螅悖掊澹澹幔蓿悖铮螅蓿蓿椋希螅椋睿蓿掊问剑ǎ玻矗╁义嫌捎诶状锸咏潜浠考ず苄。山迫衔悖铮蠹ぃ剑保澹螅椋罴ぃ郊ぃ街械腻义希
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