基于GMM的GB-InSAR图像PS点选择方法

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作者 田卫明 王龙跃 +1 位作者 高嵩 邓云开 《电子学报》 北大核心 2025年第4期1153-1163,共11页

永久散射体(Permanent Scatterer,PS)点选择是地基干涉合成孔径雷达(Ground-Based Interferometric Synthetic Aperture Radar,GB-InSAR)处理中的关键步骤.现有的PS点选择方法依赖于幅相稳定性或像元之间的高相干性筛选PS点,其中幅相稳... 永久散射体(Permanent Scatterer,PS)点选择是地基干涉合成孔径雷达(Ground-Based Interferometric Synthetic Aperture Radar,GB-InSAR)处理中的关键步骤.现有的PS点选择方法依赖于幅相稳定性或像元之间的高相干性筛选PS点,其中幅相稳定性对相位波动敏感,在一些情况下不能很好地表征PS点的相位误差,而基于高相干性的方法基于局部窗口,容易造成误检.针对上述问题,本文分析了GB-InSAR图像中PS点与非PS点的干涉相位在分布特征上的差异,并基于此提出了一种基于高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM)的PS点选择方法.首先在保证质量的前提下,选择足够数量的PS点作为先验参考信息,然后使用GMM拟合参考PS点干涉相位的概率分布,最后依靠全图像元的干涉相位序列与GMM的匹配程度区分PS点与非PS点.实测数据表明,与基于幅相稳定性的传统方法相比,在获得的PS点数量接近的情况下,本文方法获取的PS点的相关性更强,干涉相位序列聚合程度更高,且残差点数量更少. 展开更多

关键词 永久散射体(PS) 地基干涉合成孔径雷达(GB-InSAR) 高斯混合模型(GMM)

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钙质岛礁沉降变形过程分析 被引量：8

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作者 兰恒星 赵晓霞 +2 位作者 伍宇明 李郎平 苏奋振 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1-8,共8页

随着海上丝绸之路战略的推进,中国在多个钙质岛礁上开展了工程建设。沉降变形是岛礁建设所面临的主要问题之一。由于钙质砂工程性质的特殊性,钙质岛礁的沉降变形过程和机理具有一定的独特性。然而,由于岛礁位置通常远离内陆,使用常规监... 随着海上丝绸之路战略的推进,中国在多个钙质岛礁上开展了工程建设。沉降变形是岛礁建设所面临的主要问题之一。由于钙质砂工程性质的特殊性,钙质岛礁的沉降变形过程和机理具有一定的独特性。然而,由于岛礁位置通常远离内陆,使用常规监测方法不易于开展岛礁沉降研究,有关钙质岛礁沉降变形的研究仍较少。本研究选取我国典型钙质岛礁,利用永久散射体干涉测量技术(Permanent Scatterer Interferometry,PSI),准确反演了其沉降变形过程,并进行数值模拟分析。初步结果表明:钙质岛礁的沉降变形存在明显的时空分异特征,总体上,岛礁边缘沉降速率略大于其内部沉降速率,工程扰动区大于非扰动区;与其他吹填材料的区域相比,钙质岛礁沉降速率偏小,总体上稳定。但是沉降过程在时间上表现出明显的非线性波动特征,受工程建设和海洋水动力影响明显。考虑到钙质砂特殊的结构特征和复杂的颗粒破碎机理,钙质岛礁未来的沉降变形仍然存在一定的不确定性,需要进一步的过程监测和机理分析,以期为我国岛礁的安全建设提供科学支撑。 展开更多

关键词 钙质岛礁 沉降变形 过程与机理 永久散射体干涉测量技术

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城市建筑物沉降永久散射体干涉雷达监测 被引量：3

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作者 兰恒星 刘洪江 +4 位作者 孙铁 贾有良 杨志华 丁尚起 黄晓明 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期292-300,共9页

地面沉降对城市建筑物构成巨大威胁,对城市建筑物进行沉降监测具有重要意义.采用德国合成孔径雷达(TerraSAR-X)1,m空间分辨率的雷达影像,使用永久散射体干涉测量(PSI)技术,以天津塘沽渤海石油新村和东沽石油新村为研究区,研究不同类型... 地面沉降对城市建筑物构成巨大威胁,对城市建筑物进行沉降监测具有重要意义.采用德国合成孔径雷达(TerraSAR-X)1,m空间分辨率的雷达影像,使用永久散射体干涉测量(PSI)技术,以天津塘沽渤海石油新村和东沽石油新村为研究区,研究不同类型建筑物(建造时间、层高及地理位置等)的沉降特征.研究结果表明,不同类型建筑物在沉降率和沉降时间过程上具有较强的时空分异性.研究结果可以为天津塘沽滨海新区建筑物沉降风险控制提供科学参考. 展开更多

关键词 建筑物沉降 永久散射体干涉测量(psi) TERRASAR-X

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DInSAR技术的最新进展 被引量：11

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作者 吴涛 王超 张红 《遥感信息》 CSCD 2007年第1期84-89,共6页

从传统合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)技术面临的问题出发,分析了近年来DInSAR技术发展的新趋势,详细论述了最小二乘(Least Squares,LS)方法、永久散射体(Permanent Scatterer,PS)方法和小基线集(Small Baseline Subset,SBAS)方法的... 从传统合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)技术面临的问题出发,分析了近年来DInSAR技术发展的新趋势,详细论述了最小二乘(Least Squares,LS)方法、永久散射体(Permanent Scatterer,PS)方法和小基线集(Small Baseline Subset,SBAS)方法的原理、应用及发展趋势。 展开更多

关键词 合成孔径雷达差分干涉测量 最小二乘 永久散射体 小基线集

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地基干涉合成孔径雷达图像非线性大气相位补偿方法 被引量：9

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作者 胡程 邓云开 +1 位作者 田卫明 曾涛 《雷达学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2019年第6期831-840,共10页

采用基于永久散射体(PS)技术的大气相位(AP)补偿方法对地基干涉合成孔径雷达(GB-InSAR)干涉相位图进行分析时,部分图像的干涉相位随距离呈现出复杂的非线性,导致无法建立合理的多参数模型来模拟大气相位,常规的补偿方法不再适用。该文... 采用基于永久散射体(PS)技术的大气相位(AP)补偿方法对地基干涉合成孔径雷达(GB-InSAR)干涉相位图进行分析时,部分图像的干涉相位随距离呈现出复杂的非线性,导致无法建立合理的多参数模型来模拟大气相位,常规的补偿方法不再适用。该文提出一种改进的GB-InSAR图像非线性大气相位补偿方法,首先采用常规方法对干涉相位图进行大气相位补偿,并根据PS点的补偿后相位序列的标准差,进行稳定PS点的选择,然后对稳定PS点进行子区域划分,通过反距离加权插值估计出所有PS点的大气相位,从而实现大气相位的有效补偿。采用该文所提方法,对460幅雷达图像进行了处理,相比于常规方法,可以有效地补偿干涉相位图中的非线性大气相位分量。基于若干高稳定参考点的对比结果表明,该方法减小了最大约1 rad的相位测量误差。 展开更多

关键词 地基干涉合成孔径雷达 大气相位补偿 非线性变化 稳定永久散射体 反距离加权插值

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基于K-means算法的时序GB-InSAR图像PS实时选择方法 被引量：4

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作者 朱嘉鑫 邓云开 +1 位作者 田卫明 胡程 《信号处理》 CSCD 北大核心 2021年第3期349-357,共9页

GB-InSAR(Ground-based Interferometric Synthetic Aperture Radar,地基干涉合成孔径雷达)是一种新型的形变测量工具,应用于长期连续监测时,为了保证形变测量的准确性和实时性,通常需要将SAR图像进行分组处理,并基于PS(Permanent Scatt... GB-InSAR(Ground-based Interferometric Synthetic Aperture Radar,地基干涉合成孔径雷达)是一种新型的形变测量工具,应用于长期连续监测时,为了保证形变测量的准确性和实时性,通常需要将SAR图像进行分组处理,并基于PS(Permanent Scatterer,永久散射体)技术实现形变反演。对长时间SAR图像序列的分析结果表明,像素点的幅值会随时间发生较大的变化,导致采用固定的幅度离差门限来选择PS点时,各组PS点的数量会发生极大改变,严重影响形变测量的精度。本文提出了一种基于K-Means(K均值)聚类的时序GB-InSAR图像PS实时选择方法,首先对时序图像进行分组,然后利用各组图像的像素点幅度和相关系数,基于K-Means算法进行两级聚类。对一处露天矿坑实测数据的分析结果表明,本文方法在保证了各组图像的PS点足够多的同时,对PS点数量的稳定性也有大幅提高。 展开更多

关键词 地基干涉合成孔径雷达 永久散射体选择 幅度离差 相关系数 K均值聚类

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粗DEM辅助的广域PS-InSAR数据预处理方法及应用 被引量：4

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作者 沈龙 耿浩 +6 位作者 马仪 程志万 黄双得 朱宇 刘靖 张钰松 索志勇 《雷达科学与技术》 北大核心 2022年第2期173-180,共8页

PS-InSAR技术是一种高精度的地表形变探测方法,小区域PS-InSAR处理的研究较为深入,但处理方法并不适用广域的形变探测和数据处理方法。本文针对卫星实时轨道精度差的问题,首先提出利用辅助DEM进行斜距误差和轨道系统误差校正提升差分干... PS-InSAR技术是一种高精度的地表形变探测方法,小区域PS-InSAR处理的研究较为深入,但处理方法并不适用广域的形变探测和数据处理方法。本文针对卫星实时轨道精度差的问题,首先提出利用辅助DEM进行斜距误差和轨道系统误差校正提升差分干涉相位反演精度的方法;其次,针对广域图像配准误差的空变性,提出了一种由粗到精的层级配准方法,解决了配准误差空变对PS-InSAR永久散射体选取和图像相干性的影响;最后,通过对形变观测结果的地理编码结合加权处理,实现对超广域观测图像的拼接。利用仿真数据验证了粗DEM对系统误差校正的有效性,并进一步通过Sentinel-1A的2000多景雷达影像对云南省全境39.4万平方千米的覆盖区域进行了处理,结果表明了本文方法对系统误差校正和对广域形变探测处理的有效性。 展开更多

关键词 永久散射体干涉合成孔径雷达 系统误差校正 配准误差空变性 广域形变探测

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基于气象数据辅助的GB-InSAR大气相位补偿方法 被引量：2

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作者 吴昊 刘毓 +1 位作者 邓云开 田卫明 《信号处理》 CSCD 北大核心 2021年第8期1496-1506,共11页

地基干涉合成孔径雷达GB-InSAR(Ground-Based Interferometric Synthetic Aperture Radar)测量中,大气相位是主要测量误差源之一。对于大气相位非线性变化的干涉相位图,常规的基于参数模型的补偿方法不再适用。该文提出一种基于气象数... 地基干涉合成孔径雷达GB-InSAR(Ground-Based Interferometric Synthetic Aperture Radar)测量中,大气相位是主要测量误差源之一。对于大气相位非线性变化的干涉相位图,常规的基于参数模型的补偿方法不再适用。该文提出一种基于气象数据辅助的GB-InSAR大气相位补偿方法,对于多幅GB-InSAR图像,首先基于折射率经验模型,利用气象数据估计出大气相位曲线,其次与PS(Permanent Scatterer,永久散射体)点的实际干涉曲线进行互相关运算,通过设定合理的门限实现稳定PS点的选择。然后利用稳定PS点,采用局部加权回归(locally weighted scatterplot smoothing,Lowess)、线性插值、神经网络3种插值拟合方法进行大气相位估计。最后对比补偿结果,选择最合适的插值拟合方案。实验结果表明,当PS点数量足够多时,3种方案均能有效补偿非线性大气相位分量。当区域内PS点数量较少时,采用Lowess方法的补偿效果最好。 展开更多

关键词 地基干涉合成孔径雷达 大气相位补偿 气象数据 永久散射体 插值拟合

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面向复杂大气扰动的GB-InSAR相位误差补偿方法 被引量：1

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作者 金重阳 刘毓 +2 位作者 邓云开 田卫明 胡政权 《信号处理》 CSCD 北大核心 2022年第11期2432-2442,共11页

大气扰动是地基干涉合成孔径雷达(GB-InSAR,Ground-Based Interferometric Synthetic Aperture Radar)测量的主要误差源之一。在复杂大气条件下,常规的大气相位补偿方法不再适用,本文提出了一种基于PS(Permanent Scatterer,永久散射体)... 大气扰动是地基干涉合成孔径雷达(GB-InSAR,Ground-Based Interferometric Synthetic Aperture Radar)测量的主要误差源之一。在复杂大气条件下,常规的大气相位补偿方法不再适用,本文提出了一种基于PS(Permanent Scatterer,永久散射体)技术的改进方法。该方法首先通过Delaunay三角网建立临近PS对,分析各临近PS对的差分相位序列标准差,实现PS集合中的噪声点或部分形变点的滤除;然后根据气象数据估计出参考大气相位序列,通过计算剩余PS的干涉相位序列与参考大气相位序列的MIC(Maximal Information Coefficient,最大互信息系数),结合空间维相干系数,采用双阈值实现稳定PS的选择;最后采用Kriging插值拟合方法,实现复杂大气条件下的大气相位估计。采用本文所提方法,对九道拐区域实测数据进行了处理,相比于常规方法,有效降低了大气相位补偿误差,保证了GB-InSAR的形变测量精度。 展开更多

关键词 地基干涉合成孔径雷达 最大互信息系数 空间维相干系数 稳定PS KRIGING插值

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D-InSAR技术在矿区开采沉陷监测中的应用 被引量：2

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作者 付春永 苗小利 冯西林 《陕西科技大学学报（自然科学版）》 2011年第3期113-117,共5页

合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)作为一种新型的空间测量技术,具有不受时间和空间的限制、对地物有一定的穿透性等传统测量所不可比拟的特点,作者在介绍其原理的基础上,利用差分干涉测量技术对姚桥矿区进行了变形监测,分析了不能产... 合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)作为一种新型的空间测量技术,具有不受时间和空间的限制、对地物有一定的穿透性等传统测量所不可比拟的特点,作者在介绍其原理的基础上,利用差分干涉测量技术对姚桥矿区进行了变形监测,分析了不能产生明显干涉条纹的原因,并将实测水准数据和利用D-InsSAR技术得到的沉陷值相比较,进行了初步的精度评定. 展开更多

关键词 D-INSAR 地面沉陷 永久散射体(PS)

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基于StaMPS-InSAR的大同地面沉降特征分析

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作者 石一洁 杨成生 +2 位作者 王子倩 卢慧敏 田玉雪 《山东科技大学学报(自然科学版)》 2025年第4期46-56,共11页

大同市是我国地面沉降与地裂缝灾害较严重的地区之一,其地面形变及地裂缝活动发展趋势受到人们的普遍关注。本研究基于2008—2010年Envisat ASAR与2022—2023年Sentinel-1数据,采用斯坦福永久散射体方法(StaMPS)获取地面沉降及地裂缝活... 大同市是我国地面沉降与地裂缝灾害较严重的地区之一,其地面形变及地裂缝活动发展趋势受到人们的普遍关注。本研究基于2008—2010年Envisat ASAR与2022—2023年Sentinel-1数据,采用斯坦福永久散射体方法(StaMPS)获取地面沉降及地裂缝活动特征,并对比分析了其发展趋势。同时,结合断裂带分布、地下水位、土地利用覆盖等数据,通过对比分析和相关性分析等方法探讨了地面沉降的成因。结果表明,地下水位和城市建筑荷载是影响大同市地面沉降发生的主要因素。2008—2010年沉降主要集中在白马城、机车厂、大同煤田、新技术开发区和榆林村,其中新技术开发区地面沉降最为严重,沉降速率为-36 mm/yr。2022—2023年,原有沉降中心总体呈沉降速率减缓趋势,但新技术开发区沉降中心继续向南扩展,形成新技术开发区-御东新区-高店村沉降带,沉降速率达-45 mm/yr。典型地裂缝两侧的差异形变由2008—2010年的13 mm/yr降为2022—2023年的2 mm/yr。两个时期的合成孔径雷达干涉测量(InSAR)监测结果对比分析表明,大同市地面沉降受到断裂带分布、建筑荷载、地下水位、煤矿开采等多种因素影响。研究成果可为大同市地面沉降及地裂缝灾害防治提供参考。 展开更多

关键词 斯坦福永久散射体方法 地面沉降 合成孔径雷达干涉测量 大同 地裂缝

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