利用D-InSAR技术监测地表形变——以上海地区为例

摘要

InSAR与D-InSAR技术具有全天时、全天候、空间高分辨率等突出优点，已成为一种强有力的空间对地观测技术。但是InSAR与利用D-InSAR探测地表形变等数据处理中仍有一些关键技术有待于深入探索和研究，如大气延迟效应、相位解缠等。随着InSAR的应用逐渐推广，引起了越来越多学者的关注，大气延迟效应焦点与难点问题之一。 本文探讨了在SAR数据中如何利用高程模糊度和基线相关性等参数来选择影像对的方法。研究了D-InSAR数据处理流程中的各关键技术。并以上海地区9幅ASAR影像和其他辅助数据为实例，实现了D-InSAR的数据处理过程。采用Delaunry三角网的最小费用流解缠方法，解决对于含有水域的干涉地区得到很多不连续的孤岛的问题。介绍了大气效应对合成孔径雷达干涉测量的影响。探讨了目前几类改正大气延迟的方法。针对现有改正方法对外部辅助数据依赖较大的弊端，提出双线性插值拟合改正法，旨在关注单幅干涉图本身干涉相位信息的改正方法。将大气延迟和其他残余误差作为系统误差采用双线性插值来拟合，然后从干涉相位中剔除。本文将提出的方法与Doris软件处理平台进行结合，以实测数据实现基于双线性改正法改正大气延迟的设想，在某些情况下，可以得到较好的结果。 本文重点研究了D—InSAR技术在上海地区地表形变监测中应用。目前进行D—InSAR数据处理时，得到差分干涉图之后，一般通过数条纹的方法研究形变，作者采用直方图的方式直观地统计干涉图上每个像素对应的相位值，可以清晰的分析该影像对探测到的形变量分布情况。实验结果表明，本文提出的双线性组合改正算法在实际的InSAR数据处理中是切实可行的。通过对干涉相位的直方图分析，发现了存在于上海地区集中在黄浦江两岸的若干个沉降漏斗，以及随时间变化基本上呈线性增加的沉降趋势，与同期的水准数据相符。

目录

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第1章引言

1.1合成孔径雷达干涉测量的发展

1.1.1 InSAR系统概述

1.1.2 InSAR在地表形变观测中的应用现状

1.1.3 D-InSAR技术的局限性

1.2研究目标与研究内容

1.2.1研究目标

1.2.2研究内容

1.3论文组织与安排

第2章上海沉降观测现状及实验数据

2.1上海地面沉降观测现状

2.1.1地质地貌背景

2.1.2上海地面沉降现状

2.1.3上海目前已有沉降监测网

2.2 InSAR监测上海地表沉降

2.2.1 D-InSAR监测地面沉降的优势

2.2.2利用监测InSAR上海地面沉降的现状

2.3实验数据

2.3.1 ASAR数据

2.3.2 Delft精密轨道数据

2.3.3 SRTM DEM数据

第3章总体技术框架

3.1技术框架

3.1.1 D-InSAR监测地表形变基本原理

3.1.2数据处理技术框架图

3.2数据处理详细叙述

3.2.1干涉纹图的选择

3.2.2实验区的选择

3.2.3影像匹配

3.2.4生成干涉图

3.2.5去平地效应

3.2.6轨道误差的去除

3.2.7大气延迟改正

3.2.8相位解缠

3.2.9地理编码

第4章结果与讨论

4.1双线性拟合大气延迟改正法讨论

4.2上海地区地表形变监测结果讨论

4.2.1干涉纹图识别

4.2.2直方图分析

4.2.3沉降时序分析

第5章总结与展望

5.1研究总结

5.2研究展望与下次研究的目标

致谢

参考文献

个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果