InSAR技术在地表变化监测中的应用

发布时间：2017-06-15 10:10

  本文关键词：InSAR技术在地表变化监测中的应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着人口的快速增长及经济发展的需要,包括地表形变和地表利用类型变化的地表变化日趋加剧,由此,对这些地表变化现象进行实时、有效地监测突显得愈发重要。InSAR技术具有全天候、高精度、高分辨率等特点,是监测地表形变、揭示地表变化时空发展规律的重要方法之一。InSAR技术的常规应用均是基于相位的相干性进行地表形变的高精度探测。然而,当地表形变量级过大或地表覆盖物遭到严重破化时,SAR干涉影像对将会产生失相干现象,进而无法获取任何信息。本文尝试应用其幅度信息和失相干信息进行地表变化探测,并分别以煤矿塌陷识别和城市土地利用变化探测为例进行地表变化检测应用研究,取得如下成果:1、提出利用雷达干涉失相干信息对发生大量级形变的煤矿区域进行定位的新思路,并通过实例验证,与实际煤矿位置相吻合,表明雷达干涉失相干信息可为大量级沉陷区域的识别提供有效的依据。2、通过对比分析时间序列相干图,推测矿区地表沉陷与煤矿开采活动的相关规律。经过验证,推测的结果和对应煤矿实际开采情况相一致。证明利用时间序列相干图的信息可有效探测煤矿开采工作面/塌陷区的走向、范围,这将对灾害的防治预报以及煤矿的合理开采具有明显的指导意义。3、不同地物在一定雷达系统和环境变量条件下具有不同的雷达回波强度和时间相干特性,本文总结分析了它们在时间和空间上的变化规律,为城市变化检测打下理论基础。4、提出利用雷达干涉相干信息、强度信息对城市土地利用类型变化检测的方法,并以西安市曲江新区为例,进行了变化检测试验,与实际相比较具有较强的一致性。由于基于强度信息的变化检测易受斑点噪声的影响,而基于相干性的变化检测易受散射特性的影响(如水体)而产生误判,基于此,论文又尝试进行了两者的融合,结果表明,识别精度得到进一步的提高。
【关键词】：InSAR 地表变化监测 幅度信息 相干信息 煤矿沉陷 城市变化
【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】：P22
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 选题背景与研究意义9-10
• 1.2 InSAR技术发展状况10-13
• 1.3 InSAR技术在地表变化监测应用中的发展状况13-15
• 1.3.1 InSAR技术在地表形变监测应用中的发展状况13-14
• 1.3.2 InSAR技术在地表变化检测应用中的发展状况14-15
• 1.4 本文主要研究内容及组织结构15-17
• 第二章 SAR基本原理及变化检测基础17-33
• 2.1 SAR成像特征17-21
• 2.1.1 辐射特征17-19
• 2.1.2 相干特征19
• 2.1.3 侧视成像的几何特征19-20
• 2.1.4 斑点噪声特征20-21
• 2.2 雷达干涉测量21-25
• 2.2.1 InSAR成像几何原理21-23
• 2.2.2 D-InSAR技术23-24
• 2.2.3 InSAR数据的相干特性24-25
• 2.3 遥感变化检测基本原理25-28
• 2.3.1 变化检测工作流程25-27
• 2.3.2 遥感变化检测方法27-28
• 2.4 雷达遥感变化检测28-33
• 2.4.1 雷达变化检测数据预处理29-31
• 2.4.2 基于SAR幅度特性的变化检测31
• 2.4.3 基于InSAR相干特性的变化检测31-33
• 第三章 基于INSAR失相干信息的矿区地表变化监测33-51
• 3.1 概述33-34
• 3.2 煤矿开采对矿区地表环境的影响34-36
• 3.3 矿区地表监测方法比较36-38
• 3.4 INSAR技术矿区地表监测38-39
• 3.5 基于INSAR失相干信息的煤矿大量级形变区域探测应用39-50
• 3.5.1 InSAR失相干信息对煤矿形变区域的定位41-46
• 3.5.2 多时相相干图对煤矿沉陷区域变化的探测46-50
• 3.6 本章小结50-51
• 第四章 雷达干涉技术在城市地表变化检测中的应用51-71
• 4.1 概述51-52
• 4.2 城市地物的雷达后向散射特性分析52-60
• 4.2.1 地物SAR后向散射强度特性分析52-57
• 4.2.2 城市地物SAR后向散射相干特性分析57-60
• 4.3 基于SAR强度信息的城市地表变化检测60-63
• 4.4 基于SAR干涉相干信息的城市地表变化检测63-68
• 4.5 融合SAR强度信息和相干信息的城市地表变化检测68-70
• 4.6 本章小结70-71
• 总结与展望71-73
• 参考文献73-77
• 致谢77-78
• 附录一78-80

【参考文献】

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本文编号：452160