基于边坡雷达监测数据的三维地形数据融合技术研究
发布时间：2021-09-22 05:28
近年来滑坡等形变灾害接连产生,给人民的财产和工程建设安全带来很大的威胁。作为一种新型的边坡监测手段,边坡雷达系统的形变测量精度能达到mm量级甚至亚mm量级,获取的形变反演结果能够为边坡滑坡灾害的研究提供基础数据支持,更有利于滑体形变场的识别、判定及趋势预测。但是,现有边坡雷达的监测模型和监测方法存在诸多问题。监测模型仍沿用传统点监测技术的单一曲线式分析法,没有充分利用面域点群数据构建模型。监测方法尚未发挥多尺度遥测数据的时空连续性优势,仍然局限于时间维即滑坡时间预估,缺乏有效空间维滑坡方位的监测方法。针对这一现状,本文以边坡雷达实际监测数据为对象,从雷达形变与三维空间数据融合和方面渐进深入研究,可初步利用边坡雷达的空间连续性优势对具有滑坡风险的边坡进行滑坡监测及定位。具体研究内容与创新成果如下:（1）边坡雷达二维数据不容易解译与分析,需映射至三维空间。现有的三维映射方法尚不能完全满足形变监测的需要,且未考虑尺度效应,映射位置精度校验方法欠缺,论文针对以上问题,设计了一套可控场景数据融合及对比实验流程,开展了在露天矿采场边坡进行三维映射位置精度校验方法。（2）由于传统直线SAR目标的观测...
【文章来源】：重庆三峡学院重庆市
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型形
1绪论3荷兰MetaSensing公司[24][25]等。都有秒级甚至更短的图像获取时间。图像获取时间的进一步减少，最大限度地降低了由图像获取时间内场景目标运动而导致的去相关问题。国内外各机构也相继研发了新体制边坡雷达，目前主要采用了MIMO形式，2013年TarchiD等人再次在GB-InSAR系统研发方面取得进展，他们使用了一种MIMO多发多收雷达体制[26]。GB-InSAR较多采用重复轨道式、弧线式合成孔径，国内外重复轨道式和弧线式边坡雷达，以文献披露时间为脉络整理如图1.2所示。国内外主要边坡雷达系统主要运行参数，如表1.1所示，列举这些参数的目的是总结影响合成孔径边坡雷达系统监测结果的主控因素，分析诸多参数，寻找与预警模型关系密切的系统参数并进一步深入探究。图1.2直线轨道、弧线式合成孔径边坡雷达国内外进展表1.1国内外主要边坡雷达系统[7]研究机构名称信号体制波段极化采集时间距离向分辨率方位向分辨率形变精度(mm)JRCLisaVNAC/KuVV/HH300.530.02-4JRCMelissaMIMOKuVV0.006UPCRiskSARFMCWXVV/HH11.2541.6IDSIBIS-L/IBIS-MSFCWKuVV80.5/0.754.40.03-4MetaSensigFsatGBSARFMCWKu1/120.54.50.1GROUNDPROBESSR机械扫描KuVV150.7590.03-3.5安科院S-SARSFCWKuVV1-100.34现有的边坡雷达大多工作在Ku波段，Ku波段对地面微小形变较敏感，但对空
荡器等设备生成一个大的带宽信号，并且接收机采用的是差分差拍结构，为了获得差频信号，并进行相关处理，需要把发送信号和接收信号混合处理，因此信号带宽远大于视频带宽。若成像要达到高分辨率水平，则需要对大的带宽信号进行处理，而线性调频连续波系统雷达可以实现该处理。站在信号的角度，对调频连续波信号进行分析，其中主要针对锯齿波、以及三角波这两种信号调制方式[40]，锯齿频率进行调制的特点在某些方面有很大的优势，比如在对目标的距离相关信息方面的获龋以下选取三角波信号调制来介绍调频连续波雷达的原理。图2.1FMCW雷达的特性分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]多源数据融合的DIM点云滤波及DEM生成[J]. 马瑞峰,张力,杜全叶,李旋,刘燕. 测绘科学. 2020(01)
[2]面向Geodatabase的栅格数据批量加载插件开发[J]. 王育红,刘康晨. 桂林理工大学学报. 2019(04)
[3]地基干涉合成孔径雷达图像非线性大气相位补偿方法[J]. 胡程,邓云开,田卫明,曾涛. 雷达学报. 2019(06)
[4]地基SAR多阈值迭代优化PS点选择方法[J]. 王彦平,吕森,曹琨,袁智,林赟,李洋. 信号处理. 2019(06)
[5]一种多部地基SAR联合观测时的图形配准方法[J]. 邓云开,袁泉,胡程,田卫明,赵政. 信号处理. 2018(11)
[6]GB-SAR影像坐标到三维地形坐标转换方法[J]. 王鹏,邢诚. 长江科学院院报. 2018(06)
[7]SSR边坡稳定雷达在抚矿集团西露天矿的应用[J]. 赵健存,章亮. 内蒙古煤炭经济. 2018(04)
[8]LFMCW雷达信号处理及目标模拟[J]. 秦鹏,吕辉,李骏. 中国军转民. 2018(01)
[9]雷达间歇调制信号及其性能分析[J]. 解东,冯德军,王俊卿. 中国电子科学研究院学报. 2017(06)
[10]多角度合成孔径雷达成像技术研究进展[J]. 冉达,尹灿斌,贾鑫. 装备学院学报. 2016(04)
博士论文
[1]基于动态PS的地基合成孔径雷达高精度形变测量技术研究[D]. 朱茂.北京理工大学 2016
[2]增强现实系统虚实无缝融合相关问题研究[D]. 丰艳.上海大学 2007
硕士论文
[1]InSAR滤波技术及DEM提取系统设计与实现[D]. 宋丹慧.河南大学 2019
[2]地基雷达在大坝及滑坡监测中的应用研究[D]. 朱庆辉.中国地质大学(北京) 2018
[3]地基SAR形变监测系统多源图像匹配技术研究[D]. 王小廷.北京理工大学 2016
[4]微位移监测系统关键技术研究[D]. 周杨鹏.电子科技大学 2016
[5]遥感影像分类栅格数据矢量化方法研究[D]. 李飞.中南大学 2013
[6]线性调频连续波雷达信号处理研究[D]. 李南.西安电子科技大学 2012
[7]协方差交叉信息融合滤波器[D]. 齐文娟.黑龙江大学 2012
[8]地基SFCW SAR差分干涉测量技术研究[D]. 张祥.国防科学技术大学 2011
[9]SAR影像与光学影像配准研究[D]. 贾伟洁.山东科技大学 2010
[10]INSAR回波仿真及其干涉测量研究[D]. 张鹏宇.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3403223
【文章来源】：重庆三峡学院重庆市
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型形
1绪论3荷兰MetaSensing公司[24][25]等。都有秒级甚至更短的图像获取时间。图像获取时间的进一步减少，最大限度地降低了由图像获取时间内场景目标运动而导致的去相关问题。国内外各机构也相继研发了新体制边坡雷达，目前主要采用了MIMO形式，2013年TarchiD等人再次在GB-InSAR系统研发方面取得进展，他们使用了一种MIMO多发多收雷达体制[26]。GB-InSAR较多采用重复轨道式、弧线式合成孔径，国内外重复轨道式和弧线式边坡雷达，以文献披露时间为脉络整理如图1.2所示。国内外主要边坡雷达系统主要运行参数，如表1.1所示，列举这些参数的目的是总结影响合成孔径边坡雷达系统监测结果的主控因素，分析诸多参数，寻找与预警模型关系密切的系统参数并进一步深入探究。图1.2直线轨道、弧线式合成孔径边坡雷达国内外进展表1.1国内外主要边坡雷达系统[7]研究机构名称信号体制波段极化采集时间距离向分辨率方位向分辨率形变精度(mm)JRCLisaVNAC/KuVV/HH300.530.02-4JRCMelissaMIMOKuVV0.006UPCRiskSARFMCWXVV/HH11.2541.6IDSIBIS-L/IBIS-MSFCWKuVV80.5/0.754.40.03-4MetaSensigFsatGBSARFMCWKu1/120.54.50.1GROUNDPROBESSR机械扫描KuVV150.7590.03-3.5安科院S-SARSFCWKuVV1-100.34现有的边坡雷达大多工作在Ku波段，Ku波段对地面微小形变较敏感，但对空
荡器等设备生成一个大的带宽信号，并且接收机采用的是差分差拍结构，为了获得差频信号，并进行相关处理，需要把发送信号和接收信号混合处理，因此信号带宽远大于视频带宽。若成像要达到高分辨率水平，则需要对大的带宽信号进行处理，而线性调频连续波系统雷达可以实现该处理。站在信号的角度，对调频连续波信号进行分析，其中主要针对锯齿波、以及三角波这两种信号调制方式[40]，锯齿频率进行调制的特点在某些方面有很大的优势，比如在对目标的距离相关信息方面的获龋以下选取三角波信号调制来介绍调频连续波雷达的原理。图2.1FMCW雷达的特性分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]多源数据融合的DIM点云滤波及DEM生成[J]. 马瑞峰,张力,杜全叶,李旋,刘燕. 测绘科学. 2020(01)
[2]面向Geodatabase的栅格数据批量加载插件开发[J]. 王育红,刘康晨. 桂林理工大学学报. 2019(04)
[3]地基干涉合成孔径雷达图像非线性大气相位补偿方法[J]. 胡程,邓云开,田卫明,曾涛. 雷达学报. 2019(06)
[4]地基SAR多阈值迭代优化PS点选择方法[J]. 王彦平,吕森,曹琨,袁智,林赟,李洋. 信号处理. 2019(06)
[5]一种多部地基SAR联合观测时的图形配准方法[J]. 邓云开,袁泉,胡程,田卫明,赵政. 信号处理. 2018(11)
[6]GB-SAR影像坐标到三维地形坐标转换方法[J]. 王鹏,邢诚. 长江科学院院报. 2018(06)
[7]SSR边坡稳定雷达在抚矿集团西露天矿的应用[J]. 赵健存,章亮. 内蒙古煤炭经济. 2018(04)
[8]LFMCW雷达信号处理及目标模拟[J]. 秦鹏,吕辉,李骏. 中国军转民. 2018(01)
[9]雷达间歇调制信号及其性能分析[J]. 解东,冯德军,王俊卿. 中国电子科学研究院学报. 2017(06)
[10]多角度合成孔径雷达成像技术研究进展[J]. 冉达,尹灿斌,贾鑫. 装备学院学报. 2016(04)
博士论文
[1]基于动态PS的地基合成孔径雷达高精度形变测量技术研究[D]. 朱茂.北京理工大学 2016
[2]增强现实系统虚实无缝融合相关问题研究[D]. 丰艳.上海大学 2007
硕士论文
[1]InSAR滤波技术及DEM提取系统设计与实现[D]. 宋丹慧.河南大学 2019
[2]地基雷达在大坝及滑坡监测中的应用研究[D]. 朱庆辉.中国地质大学(北京) 2018
[3]地基SAR形变监测系统多源图像匹配技术研究[D]. 王小廷.北京理工大学 2016
[4]微位移监测系统关键技术研究[D]. 周杨鹏.电子科技大学 2016
[5]遥感影像分类栅格数据矢量化方法研究[D]. 李飞.中南大学 2013
[6]线性调频连续波雷达信号处理研究[D]. 李南.西安电子科技大学 2012
[7]协方差交叉信息融合滤波器[D]. 齐文娟.黑龙江大学 2012
[8]地基SFCW SAR差分干涉测量技术研究[D]. 张祥.国防科学技术大学 2011
[9]SAR影像与光学影像配准研究[D]. 贾伟洁.山东科技大学 2010
[10]INSAR回波仿真及其干涉测量研究[D]. 张鹏宇.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3403223
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