基于InSAR技术的DEM重建理论与应用研究
发布时间：2021-01-23 16:19
数字高程模型（Digital Elevation Model,DEM）是用一组有序数值阵列表示地面高程的一种实体地面模型,其可以有效地对地形地貌等地面特性进行空间描述,在科学研究及工程建设中起着重要的作用。InSAR（Synthetic Aperture Radar Interferometry,合成孔径雷达干涉测量）作为一种先进的空间对地观测技术,能够克服常规DEM获取方法的低效率、高成本、易受天气影响等问题,在构建DEM方面展现了巨大潜力与优势。特别地,随着SAR数据的不断丰富,目前InSAR DEM重建的常用方法有基于多基线InSAR的DEM重建和基于串联TanDEM的DEM重建,已有众多学者进行了相关研究,然而这两种方法在DEM重建过程中仍存在一些关键问题未能解决,限制了其进一步的推广应用。基于此,本文从InSAR重建DEM的基本原理及其精度影响因素出发,提出改进的基于多基线InSAR和TanDEM的DEM重建理论与技术,旨在提高InSAR构建DEM的精度。主要研究内容和成果如下:（1）从常规两轨法、多基线法以及串联TanDEM三部分系统地阐述了近二十年来InSAR技术在DEM...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
InSAR技术用于全球化地形图测图a.SRTM数据获取平台;b.TerraSAR-X/TanDEM-X
针对 DEM 重建问题，从数据的获取，DEM 重建原理，数据处理流程，误差来源及控制四个方面阐述 InSAR 技术进行 DEM 重建的技术要点。2.1 InSAR DEM 重建基本原理SAR 卫星的工作模式可分为交轨干涉测量和顺轨干涉测量。交轨干涉测量模式即雷达收发信号的天线与其搭载平台飞行方向垂直，基于两个天线接收到回波的相干性，构建同一地物对应在不同影像上的波程差异与地形或地表形变之间的关系式，即可求出地面的地形以及形变信息。目前主要有三种方式实现交轨干涉测量模式：单平台单天线重复航过，单平台双天线单次航过和双平台单天线编队单次航过。顺轨干涉测量是指雷达收发信号的天线与其搭载平台的飞行方向平行，该模式主要用于海洋洋流观测，地面动目标检测等[78]，图 2.1 所示为几种常见的交轨干涉测量模式。本章将以 InSAR 数据处理中最基本的单天线重复轨测量模式为基础，阐述基于两轨法的 InSAR DEM 重建基本原理。
图 2.2 单天线重复轨测量模式示意图.2 所示，P 为地面目标点，其大地高为 h，H 为主影像 S1 获取时的大，1R ，2R 为卫星天线到椭球面点 P 的距离，设 P' 为位于椭球面且距卫星的距离相同的一点（即'1 1R =R ），0B⊥和 B⊥分别为基线 B 在 P线方向上的垂直分量， 为雷达观测目标点 P 的侧视角， 为基线 B1 2 = R -R ，则有：14π1 -p= Rλ2p4π2 = -RλP与2 P分别为地面点 P 对应在卫星 1 与卫星 2 中的回波相位，二者之
【参考文献】：
期刊论文
[1]TerraSAR-X/TanDEM-X获取高精度数字高程模型技术研究[J]. 杜亚男,冯光财,李志伟,朱建军,彭星. 地球物理学报. 2015(09)
[2]中国余数定理在双基线InSAR相位解缠中的应用[J]. 张红敏,靳国旺,徐青,秦志远,孙伟. 测绘学报. 2011(06)
[3]甘肃黑方台黄土边坡稳定性的可靠度分析[J]. 陈春利,邢鲜丽,李萍,李同录. 工程地质学报. 2011(04)
[4]小波-维纳组合滤波算法及其在InSAR干涉图去噪中的应用[J]. 蔡国林,李永树,刘国祥. 遥感学报. 2009(01)
[5]利用InSAR技术获取南昆仑DEM[J]. 季灵运,王庆良,崔笃信,胡亚轩,郝明. 工程地球物理学报. 2007(06)
[6]一种基于小波变换的InSAR干涉图滤波方法[J]. 何儒云,王耀南. 测绘学报. 2006(02)
[7]基于有向窗的自适应SIGMA中值滤波算法[J]. 许才军,王华,王江林. 武汉大学学报(信息科学版). 2005(10)
[8]使用InSAR建立DEM的试验研究[J]. 刘国祥,丁晓利,李志林,陈永奇,李志伟. 测绘学报. 2001(04)
博士论文
[1]星载InSAR数据处理中的几个关键问题研究[D]. 蔡国林.西南交通大学 2009
硕士论文
[1]基于TerraSAR-X影像的InSAR地表高程重建及区域形变监测关键技术研究[D]. 曲菲霏.长安大学 2012
本文编号：2995520
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
InSAR技术用于全球化地形图测图a.SRTM数据获取平台;b.TerraSAR-X/TanDEM-X
针对 DEM 重建问题，从数据的获取，DEM 重建原理，数据处理流程，误差来源及控制四个方面阐述 InSAR 技术进行 DEM 重建的技术要点。2.1 InSAR DEM 重建基本原理SAR 卫星的工作模式可分为交轨干涉测量和顺轨干涉测量。交轨干涉测量模式即雷达收发信号的天线与其搭载平台飞行方向垂直，基于两个天线接收到回波的相干性，构建同一地物对应在不同影像上的波程差异与地形或地表形变之间的关系式，即可求出地面的地形以及形变信息。目前主要有三种方式实现交轨干涉测量模式：单平台单天线重复航过，单平台双天线单次航过和双平台单天线编队单次航过。顺轨干涉测量是指雷达收发信号的天线与其搭载平台的飞行方向平行，该模式主要用于海洋洋流观测，地面动目标检测等[78]，图 2.1 所示为几种常见的交轨干涉测量模式。本章将以 InSAR 数据处理中最基本的单天线重复轨测量模式为基础，阐述基于两轨法的 InSAR DEM 重建基本原理。
图 2.2 单天线重复轨测量模式示意图.2 所示，P 为地面目标点，其大地高为 h，H 为主影像 S1 获取时的大，1R ，2R 为卫星天线到椭球面点 P 的距离，设 P' 为位于椭球面且距卫星的距离相同的一点（即'1 1R =R ），0B⊥和 B⊥分别为基线 B 在 P线方向上的垂直分量， 为雷达观测目标点 P 的侧视角， 为基线 B1 2 = R -R ，则有：14π1 -p= Rλ2p4π2 = -RλP与2 P分别为地面点 P 对应在卫星 1 与卫星 2 中的回波相位，二者之
【参考文献】：
期刊论文
[1]TerraSAR-X/TanDEM-X获取高精度数字高程模型技术研究[J]. 杜亚男,冯光财,李志伟,朱建军,彭星. 地球物理学报. 2015(09)
[2]中国余数定理在双基线InSAR相位解缠中的应用[J]. 张红敏,靳国旺,徐青,秦志远,孙伟. 测绘学报. 2011(06)
[3]甘肃黑方台黄土边坡稳定性的可靠度分析[J]. 陈春利,邢鲜丽,李萍,李同录. 工程地质学报. 2011(04)
[4]小波-维纳组合滤波算法及其在InSAR干涉图去噪中的应用[J]. 蔡国林,李永树,刘国祥. 遥感学报. 2009(01)
[5]利用InSAR技术获取南昆仑DEM[J]. 季灵运,王庆良,崔笃信,胡亚轩,郝明. 工程地球物理学报. 2007(06)
[6]一种基于小波变换的InSAR干涉图滤波方法[J]. 何儒云,王耀南. 测绘学报. 2006(02)
[7]基于有向窗的自适应SIGMA中值滤波算法[J]. 许才军,王华,王江林. 武汉大学学报(信息科学版). 2005(10)
[8]使用InSAR建立DEM的试验研究[J]. 刘国祥,丁晓利,李志林,陈永奇,李志伟. 测绘学报. 2001(04)
博士论文
[1]星载InSAR数据处理中的几个关键问题研究[D]. 蔡国林.西南交通大学 2009
硕士论文
[1]基于TerraSAR-X影像的InSAR地表高程重建及区域形变监测关键技术研究[D]. 曲菲霏.长安大学 2012
本文编号：2995520
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