基于不同波段PSInSAR技术的城市地面沉降监测与分析

摘要

目前，地表沉降已是人类遇到的危害性较大的环境难题。由于地震、火山等自然灾害频频发生，以及城市建设的迅速发展等，加剧了地表沉降现象形成，其中城市地表形变更为突出，严重威胁着人类的生命和生活财产安全。合成孔径雷达干涉测量方法(InSAR)的发展为地表沉降探测开拓了一个新的研究方向。与大地测量方法相比，InSAR具有覆盖面积大、成本低、全天候等优势，成为了国际上研究热点。同时，DInSAR测量技术在监测地震、火山、滑坡等地表形变方面展示了惊人的优势，但是在监测城市地表沉降等缓慢的地表形变方面，受到时间失相干、空间失相干与大气延迟等影响。针对于该问题，国内外学者研究出了时序InSAR技术-PSInSAR和SBAS，其中PSInSAR技术在城市地表形变监测应用中取得了较好的研究成果。为此，本文将利用两种不同波段L波段和C波段的SAR数据，研究和分析PSInSAR在城市地表沉降中的应用。
　　本文对PSInSAR相关技术进行了较详细研究分析，主要研究内容如下:
　　(1)全面系统的研究了InSAR技术的相关理论基础，重点阐述了InSAR技术、DInSAR技术及PSInSAR技术的基本理论、技术特点及处理方法等。
　　(2)对PSInSAR测量技术中公共主影像选取与PS点识别两个关键技术进行了研究:(I)针对公共主影像选取模型，介绍了综合相关系数法模型与三基线和最小模型，总结了利用这两种模型在多景SAR影像中选出一景最优影像的处理流程;(II)研究分析了三种PS点识别模型一相干系数阈值模型、振幅离差阈值模型与相位离差阈值模型，重点阐述了三种模型的处理流程，并利用相干系数阈值模型进行了PS点选取实验，对比分析了不同阈值条件下的PS点分布等信息。
　　(3)利用两种不同波段SAR数据进行PSInSAR城市地表沉降监测研究。以日本千叶地区为例，对获取的23幅ALOS PALSAR数据（L波段）和34幅Envisat ASAR数据(C波段)分别进行PSInSAR监测实验，按照三基线和最小模型选出了最优主影像，并生成了干涉图;利用相干系数阈值模型选出了足够数量的PS点，对PS点相位进行分析研究，获得了PS点形变结果;最后利用插值法插值得到整个研究区的形变结果。针对不同波段获取的实验结果，提出了一种新的综合评价模型，探讨了L和C波段数据在沉降监测中的特点，并利用GPS数据验证了PSInSAR测量技术的可行性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题意义和背景

1．2 国内外研究现状与发展动态

1．3 论文的研究内容

1．4 论文的组织结构

2 InSAR的理论基础

2．1 InSAR成像原理

2．2 InSAR影像特征

2．3 本章小结

3 InSAR干涉测量原理

3．1 InSAR测量原理

3．2 DInSAR技术原理

3．3 PSInSAR测量原理

3．4 本章小结

4 PSInSAR关键技术研究

4．1 公共主影像选取

4．2 PS点识别

4．3 本章小结

5 不同波段的PSInSAR地表沉降实验对比分析

5．1 研究区概况

5．2 实验数据

5．3 不同波段PSInSAR地表形变实验

5．4 PSInSAR实验对比分析

5．4 本章小结

6 总结与展望

6．1 工作总结

6．2 展望

致谢

主要研究成果

参考文献