基于PS技术的输电通道地表形变提取方法研究

发布时间：2020-08-28 14:25

　　在地质条件复杂区域,由于地质灾害导致输电铁塔下沉或倾斜,这给输电线路的安全、稳定运行带来了威胁。因此,电力行业迫切希望提取输电通道地表形变。合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)技术由于具有全天时、全天候、非接触的特点,不需要进入监测区域就可提取到地表形变信息。但传统的DInSAR技术受到时空失相干和大气效应的影响,不能准确地监测到长时间序列的缓慢地表形变。而时序差分干涉测量技术由于很好地克服了失相关和大气延迟,已成为地表形变监测广泛采用的技术,也是本论文研究的主要内容。本文首先分析了干涉相位的组成,即形变、高程、大气以及热噪声相位,阐明了DInSAR测量地表形变的原理,为时序差分干涉相位建模奠定了理论基础。永久散射体DInSAR(PS-DInSAR)技术和小基线集DInSAR(SBAS-DInSAR)技术是两种传统的时序DInSAR技术。其中PS点选取是关键技术之一,本文通过对相关系数法、相位离差指数阈值法、振幅离差指数阈值法、多极化图像选取法的理论分析,引入了改进传统PS点选取法的基于斯坦福方法的PS(StaMPS)算法,并与振幅离差法进行了对比实验,最后将其应用于西昌、茂县、永善县三个研究区,选出的PS点密集且有很好的相干性。相位解缠是InSAR技术难点之一。本文对三维相位解缠理论进行了详细地分析,该算法引进了时间维将二维数据变成三维,并将其分割成多个面,进而找出所有残差点。之后借助于Snaphu代码包对研究区的差分干涉相位进行了三维相位解缠,得到的解缠结果平滑、跳变少,证实了该算法的高可靠性。基于斯坦福方法的永久散射体多时相干涉技术(StaMPS-MTI)是PS-DInSAR和SBAS-DInSAR的结合。采用StaMPS方法选取高相干点,然后融合两种技术获取的不同类型的高相干点,利用三维相位解缠算法解缠。最后,应用基于C语言和Matlab环境编写的StaMPS-MTI形变提取程序,成功提取了西昌研究区2014年~2015年、茂县研究区2016年~2017年、永善县研究区2016年~2017年的地表年平均形变速率,结果显示:西昌研究区有两个局部区域发生了15mm/y~22mm/y的沉降,三座铁塔附近有12mm左右的沉降;茂县研究区有三座铁塔发生了4mm左右的微小形变;永善县研究区16号铁塔附近有30mm的沉降,19号铁塔附近有12mm的沉降,而离21号铁塔50m处发生了60mm的线性沉降。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM75;TN958
【部分图文】：

几何原理

电子科技大学硕士学位论文第二章 DInSAR 技术原理及局限性托马斯·扬完成杨氏双缝实验，即：从两条狭缝穿过映出波的相位不同步，这会导致波的叠加或相互抵消纹，被称为干涉条纹[37-39]。受该实验启发，InSAR技本原理雷达干涉测量（InSAR）技术是对覆盖相同区域的两相位中含有反映地势起伏及地表变化的信息。对得到利用卫星雷达的参数，就可以反演出研究区域上每一三种工作模式，即单轨模式、顺轨模式以及重复轨道道为例，介绍 InSAR 的基本原理，如图 2-1 所示：

原理图,三通法,原理图

第二章 DInSAR 技术原理及局限性变时，必须要对其进行剔除，一般采用滤波尽可能减小其对最终结果的影响。原理差分干涉测量技术（DInSAR）是指利用至，期间地表发生了形变，另一个像对成像间。对两个像对分别做干涉处理，形成两个干起伏的地形相位和成像期间发生形变的形变只含有地形相位。对两个干涉对再次差分，形变相位。种二次差分处理方式，根据地形相位来源不以三轨法为例介绍 DInSAR 的基本原理， 2-2 所示：

影像,同名点,图像配准,影像

第二章 DInSAR 技术原理及局限性粗配准步骤为：a）对主影像上的同名点P，计算出其在椭球参考系统中的矢量坐标( x, y , z )；b）利用主影像同名点的坐标，联合多普勒方程，解出从影像同名点的坐标'P ；c）根据式（2-32），对主、从影像中的同名点做差即可求出影像整体初始偏移量offset。s ms mrr roffsetc c c (2-32)

【参考文献】