稳定点的探测方法研究与应用

发布时间：2017-06-19 22:00

  本文关键词：稳定点的探测方法研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：时序InSAR技术凭借其在地表形变监测中全天候、高覆盖、低成本、高精度等诸多优势得到了迅速的发展和应用,目前已成为国际雷达遥感界的研究热点之一。为了克服传统DInSAR技术时空失相关以及大气效应等所带来的问题,它一般基于稳定点进行建模和解算,因此稳定点的探测成为时序InSAR技术的关键之一。目前探测稳定点的方法对工作人员专业素养要求较高,通常需要具有丰富工作经验的专业技术人员对提取稳定点的阈值进行人为设定,这既给时序InSAR技术的推广带来困难,又容易使地表形变监测结果不稳定。随着高分辨率SAR卫星的相继发射,新一代高分辨率雷达影像的应用给探测稳定点带来了新的启发,本文在深入理解时序InSAR技术原理的基础之上,重点研究高分辨率影像中稳定点探测问题,具体研究内容包括以下几点：1)分析稳定点的特性和解译高分辨率SAR影像,详细介绍了三种经典稳定点探测方法的算法与步骤,在现有稳定点探测方法基础上提出了三级半自动探测法,该方法首先利用振幅阈值去除回波信号弱的点目标,然后利用稳定点目标与地物之间的对应关系,选取典型人工建筑区域和典型水体、农田区域分别作为PS占优区域和典型非PS区,分别以PS占优区域和典型非PS区中所有像元作为样本,通过C++自主编程对相干系数阈值和振幅离差阈值最优组合进行判定,进而实现稳定点探测自动化。2)利用25景北京东部地区TerraSAR-X影像对三级半自动探测法的稳健性和实用性加以验证,分别选择三组不同的PS占优区以及非PS区作为实验样本集,通过程序判定获得最佳阈值组合,最后对比分析三组实验得出的结果。分析结果表明本文方法既可以保证足够的点密度,还可以保证所选稳定点可靠性,而且具有较高的稳健性。3)基于三级半自动探测法利用23景TerraSAR-X影像提取北京主城区地区2011至2015的地表形变,结合13个北京主城区2012至2015年的水准点对北京市2011至2015年平均形变速率进行精度验证,验证结果显示误差最大值为8.77mm/year、最小值为-5.36mm/year,误差均方差为4.30mm/year,结果显示本方法在监测地表沉降中表现出较高的可靠性和实用性。
【关键词】：时间序列 高分辨率 稳定点 相干系数 振幅离差 地表形变反演
【学位授予单位】：中国测绘科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P237
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 研究目的11-12
• 1.3 国内外研究现状及存在的问题12-15
• 1.4 主要研究内容15
• 1.5 论文的主要内容和组织结构15-16
• 1.6 本章小结16-18
• 第二章 DINSAR技术监测地表形变原理18-32
• 2.1 合成孔径雷达原理和成像特点18-20
• 2.1.1 合成孔径雷达原理18-19
• 2.1.2 合成孔径雷达成像特点19-20
• 2.2 基于稳定点的时间序列InSAR技术20-31
• 2.2.1 InSAR技术原理与流程20-24
• 2.2.2 DInSAR技术原理与分类24-28
• 2.2.3 基于稳定点的时间序列InSAR技术28-31
• 2.3 本章小结31-32
• 第三章 时序INSAR稳定点探测方法研究32-54
• 3.1 高分辨率SAR影像上稳定点特点32-36
• 3.2 经典的稳定点探测方法36-40
• 3.2.1 幅度离差阈值法37-38
• 3.2.2 相干系数阈值法38-39
• 3.2.3 基于幅度信息、相干系数、振幅离差信息三级探测法39-40
• 3.3 三级半自动探测稳定点法40-52
• 3.3.1 三级半自动探测法40-42
• 3.3.2 实验数据准备42-44
• 3.3.3 TerraSAR-X影像数据预处理44-45
• 3.3.4 TerraSAR-X影像实验与分析45-52
• 3.4 本章小结52-54
• 第四章 基于三级半自动探测法监测地表形变54-63
• 4.1 实验数据准备54-56
• 4.2 实验流程56-62
• 4.2.1 影像配准56-57
• 4.2.2 最佳干涉图的自动选择57-58
• 4.2.3 差分干涉图的生成58
• 4.2.4 基于三级半自动探测法探测稳定点58-60
• 4.2.5 实验结果精度验证与分析60-62
• 4.3 本章小结62-63
• 第五章 工作总结63-65
• 5.1 工作总结63
• 5.2 展望63-65
• 参考文献65-70
• 致谢70-72
• 作者简历72

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