高分辨率数据用于西安市地面沉降的InSAR监测研究

发布时间：2017-05-09 19:00

  本文关键词：高分辨率数据用于西安市地面沉降的InSAR监测研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)是二十世纪六十年代末出现并逐步发展起来的一种新型空间对地观测技术,因其测量范围广、空间分辨率高、可持续监测、监测效率高等优点,已经成为近年来广为使用的沉降测量手段,能够为沉降现象的评估及相关控制措施的制定提供比传统土工测量及惯用大地测量(如水准和GPS等)沉降监测方法更为有效的参考数据。近年来,合成孔径雷达干涉测量技术同其他遥感技术一样,逐渐向着更高分辨率更高精度的方向发展。一系列高分辨率卫星的发射,高分辨率DEM获取手段的发展都为雷达干涉测量提供了更为广阔的数据来源,也引发了对更优测量结果的期待。为此,本文在InSAR技术发展的背景之上,对于高分辨率SAR数据和DEM数据在西安市地面沉降监测中的应用开展了一系列的研究和分析,取得了以下研究结果:1.论述了高分辨率SAR数据处理中的DEM误差,试验利用天绘卫星20m分辨率的DSM数据模拟、改正InSAR高程相位的方法,发现对于常规D-InSAR来讲,SRTM更适于作为外部高程数据改正高程相位;对于高分辨率DSM数据,使用中应研究相应的配准、地理编码等模型及方法,否则由此产生的配准、地理编码误差将引入新的DEM误差。2.对StaMPS技术中的主要技术参数进行了分析,得出“PS点舍弃相位噪声标准差阈值”的选取应在PS点数量、精度、以及运算效率、形变区域特征间寻求一个平衡,而“相位解缠重采样格网间距”的选取应与像素及外部DEM分辨率相近为宜的结论,并对TerraSAR数据处理过程中的其他各项重要参数的取值给与了建议。3.以西安市鱼化寨沉降中心的地面沉降监测为例,研究了PS-InSAR监测技术,通过幅度离散指数阈值法和相位分析,选取了具有稳定散射特性的PS点,确保了相位信息的可靠性;根据误差项相位信息的时空特征,由滤波和迭代估计,评估并移除视角误差、大气相位等误差项,通过解缠前的滤波削弱相位噪声,保证解缠的准确性;采用三维解缠方法恢复相位真实值,最终较为准确地获取了该区域的年平均速率图。4.采用PS-SBAS技术监测了西安市的地面沉降,获取了西安市的沉降年平均速率和时间序列结果,并利用GPS及水准资料对InSAR监测精度进行了验证,初步验证了干涉测量结果的正确性,该形变年速率精度达毫米级。
【关键词】：地面沉降 高分辨率 合成孔径雷达干涉 永久散射体 小基线集
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P642.26;P237
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 合成孔径雷达干涉技术发展概述10-12
• 1.1.1 SAR简介10
• 1.1.2 InSAR发展概述10-12
• 1.2 SAR卫星与数据以及INSAR技术种类简介12-14
• 1.2.1 现有SAR卫星与数据12-13
• 1.2.2 现有InSAR技术种类13-14
• 1.3 高分辨率SAR数据与DEM数据国内外研究现状14-15
• 1.4 本文研究意义及主要内容15-17
• 第二章 合成孔径雷达干涉测量基本原理与PS-INSAR技术简介17-23
• 2.1 INSAR基本原理17-21
• 2.1.1 InSAR生成DEM原理17-19
• 2.1.2 InSAR监测形变原理19-21
• 2.2 PS-INSAR技术及其优势21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 高分DSM数据对INSAR地面沉降监测的影响研究23-33
• 3.1 引言23
• 3.2 DEM数据23-26
• 3.2.1 SRTM DEM23-24
• 3.2.2 ASTER GDEM24
• 3.2.3 天绘DSM24-26
• 3.3 天绘DSM数据用于西安市地面沉降监测的试验26-32
• 3.3.1 TerraSAR-X数据与方案简介26
• 3.3.2 高分辨率DEM使用过程中的地理编码26-27
• 3.3.3 形变监测结果与分析27-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 PS-INSAR技术监测西安市地面沉降33-65
• 4.1 PS-INSAR的关键技术步骤33-40
• 4.1.1 公共主影像的选取33
• 4.1.2 PS点的选取33
• 4.1.3 误差处理33-37
• 4.1.4 三维相位解缠37-40
• 4.2 PS-INSAR技术监测西安市地面沉降地裂缝活动40-52
• 4.2.1 研究区域概况40-41
• 4.2.2 TerraSAR-X数据简介41-42
• 4.2.3 数据处理方法介绍42
• 4.2.4 数据处理与试验42-51
• 4.2.5 PS-InSAR形变监测结果51-52
• 4.3 短时空基线PS-INSAR技术52-53
• 4.3.1 SBAS技术的形变监测原理52-53
• 4.3.2 短时空基线PS-In SAR技术分析方法53
• 4.4 PS-SBAS INSAR技术的西安市地面沉降监测试验53-60
• 4.4.1 数据与数据处理53-55
• 4.4.2 时序分析参数设置55-57
• 4.4.3 监测结果与分析57-60
• 4.5 结果验证60-64
• 4.5.1 InSAR与GPS资料对比分析60-62
• 4.5.2 InSAR与水准资料对比分析62-64
• 4.6 本章小结64-65
• 结论与展望65-67
• 参考文献67-71
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果71-72
• 致谢72-73

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 朱武;CRInSAR用于活动地裂缝的监测研究[D];长安大学;2010年

  本文关键词：高分辨率数据用于西安市地面沉降的InSAR监测研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：353068