基于PS-InSAR技术的大范围多轨道数据地面沉降监测研究

发布时间：2017-05-26 01:02

  本文关键词：基于PS-InSAR技术的大范围多轨道数据地面沉降监测研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着地面沉降的日益严重,在我国已经存在多处大范围地面沉降,例如:华北平原、长江三角洲以及汾渭盆地等区域。面临严峻的地面沉降,合成孔径雷达干涉测量(InSAR,Interferometric Synthetic Aperture Radar)成为一种有效的高精度、大范围、短周期的监测手段。但是受限于单景影像数据的覆盖范围,针对数千平方公里的大范围区域性的地面沉降监测,仍然存在需要解决的问题。在利用InSAR技术进行地表形变探测中,如何更真实准确地对地表形变信息进行恢复,如何解决数千平方公里范围内InSAR技术的同步监测,都还存在多方面技术难题。基于以上问题,本文针对利用InSAR技术进行大范围多轨道数据的地面沉降开展相关技术与研究,主要研究内容和获取的成果如下:1、分析了PS-InSAR技术的特点及关键技术,详细讨论了PS点的选取、相位解缠方法。为了提高相位信息的可靠性,本文采用幅度离散指数阈值法和干涉相位分析方法初步确定PS点,再通过相位时空相关特性对PS候选点进行分析与剔除;然后利用时-空滤波对地形误差、大气延迟相位、轨道误差及空间视角误差等进行评估与剔除;以及采用三维相位解缠方法来提高相位信息的真实性。2、讨论了InSAR形变监测中最大形变梯度的探测,以盘锦市、西安市两个区域为研究对象,选择不同的解缠格网间距进行形变结果的探测,提取经过最大形变区域内的剖线,对不同像元间距获取的结果进行分析与讨论。研究实验表明,在实际相位解缠中能探测到两个相邻像元间的最大形变不超过4l。3、本文给出相同时段内同类SAR数据多轨道/多条带InSAR监测结果的拼接方法。解决了重叠区域内PS点的位置、形变量级的差异,以及不同参考基准的差异问题。同时给出利用重叠区域数据的多余监测对结果精度的检验方法。实现渭河区域内三个相邻轨道的InSAR监测结果的拼接处理,重叠区域监测结果精度依次达5.0mm/a、5.5mm/a。4、以下辽河平原南部区域为研究对象,利用PS-InSAR技术进行地面沉降监测。根据区域内的形变梯度,选取100m的解缠格网间距进行二维相位解缠;对相邻轨道数据结果坐标系与参考基准进行统一处理,最终得到研究区域连续分布的形变场及重点关注的沉降区的形变时间序列,最后结合该区域存在的历史地质资料对形变原因进行分析。
【关键词】：大范围地面沉降 永久散射体技术 形变梯度 多轨道 精度检验
【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;P227
【目录】：

• 摘要4-5
• 英文摘要5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 地面沉降变形监测研究现状与意义9-12
• 1.1.1 地面沉降现状9-10
• 1.1.2 地面沉降监测的关键技术10-12
• 1.2 INSAR地表形变监测12-13
• 1.2.1 InSAR技术在地表形变研究中的应用发展12
• 1.2.2 基于PS-InSAR技术的大范围城市地表形变监测12-13
• 1.3 论文研究内容及解决的问题13-17
• 第二章 PS-INSAR技术17-26
• 2.1 引言17-18
• 2.2 PS-INSAR技术的基本原理及主要数据处理流程18-19
• 2.2.1 PS-InSAR技术的基本原理18
• 2.2.2 大范围PS-InSAR技术的主要数据处理流程18-19
• 2.2.3 PS-InSAR技术的特点19
• 2.3 PS-INSAR的关键技术19-24
• 2.3.1 PS点的选取19-22
• 2.3.2 相位解缠22-23
• 2.3.3 大气延迟相位的去除23-24
• 2.3.4 空间视角误差24
• 2.4 PS-INSAR技术在探测地质灾害中的发展应用24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 规则格网的相位解缠26-36
• 3.1 规则格网的相位解缠方法26-28
• 3.1.1 基于路径的跟踪算法26-27
• 3.1.2 最小范数法27
• 3.1.3 基于网络规划的算法27-28
• 3.2 基于STAMPS技术的相位解缠28-29
• 3.2.1 StaMPS技术与软件组成28
• 3.2.2 PS技术的相位解缠方法28-29
• 3.3 最大形变梯度的探测29-35
• 3.3.1 形变梯度29-30
• 3.3.2 针对规则格网最大形变梯度探测的研究实验30-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 大范围多轨道数据的处理36-46
• 4.1 多轨道不同区域SAR数据的拼接36-38
• 4.1.1 多轨道数据结果拼接的必要性36-37
• 4.1.2 数据结果拼接中存在的主要问题37-38
• 4.2 相同轨道多个连续条带数据的处理方法38-39
• 4.2.1 连续条带数据的处理方法38
• 4.2.2 相邻条带数据基准的统一38-39
• 4.3 多个相邻轨道数据的处理方法39-45
• 4.3.1 连续轨道坐标系统与基准的统一39-40
• 4.3.2 基于PS-InSAR技术的多轨道数据拼接40-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第五章 下辽河平原南部大范围的地表形变监测46-60
• 5.1 研究区域概况46-48
• 5.1.1 自然地理位置46
• 5.1.2 水文特征46-47
• 5.1.3 区域地质47
• 5.1.4 现存的主要环境地质问题47-48
• 5.1.5 PS-InSAR技术的大范围地面形变监测48
• 5.2 实验数据48-50
• 5.3 锦州-盘锦市监测结果50-53
• 5.3.1 主影像的选取50
• 5.3.2 形变结果的探测50-53
• 5.4 盘锦-营.市监测结果53-54
• 5.5 大范围地表监测结果与形变机理因素分析54-59
• 5.5.1 相邻轨道数据结果的拼接处理54-56
• 5.5.2 油田开采区域的形变与分析56-57
• 5.5.3 营.临海区的形变与分析57-58
• 5.5.4 南部沿海区的形变与分析58-59
• 5.6 本章小结59-60
• 结论与展望60-62
• 参考文献62-67
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果67-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘媛媛;张勤;赵超英;杨成生;;PS-InSAR技术用于太原市地面沉降形变分析[J];大地测量与地球动力学;2014年02期

  本文关键词：基于PS-InSAR技术的大范围多轨道数据地面沉降监测研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：395391