星地双基地时序InSAR模型与信号处理方法

1

作者 李元昊 刘桉江 陈志扬 《信号处理》 北大核心 2025年第8期1358-1372,共15页

星地双基地合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是利用地面接收系统被动接收星载SAR信号的双基地SAR,具有接收几何灵活的优势。通过时序干涉SAR(Interferometric SAR,InSAR)差分干涉处理,可反演场景高精度形变速率,在地质灾害... 星地双基地合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是利用地面接收系统被动接收星载SAR信号的双基地SAR,具有接收几何灵活的优势。通过时序干涉SAR(Interferometric SAR,InSAR)差分干涉处理,可反演场景高精度形变速率,在地质灾害区域高频次详查方面具有应用潜力。然而,目前尚未有星地双基地时序InSAR的相关研究。本文首先针对星地双基地SAR观测几何特点,建立了星地双基地时序InSAR测量模型。其次,本文提出了基于斯坦福永久散射体干涉算法(STanford Method for Persistent Scatterers,StaMPS)的星地双基地时序InSAR全链路信号处理方法,该方法针对星地双基地SAR非合作成像特点,采用基于局部干涉相位条纹精估计的方法补偿重轨干涉误差,并针对星地双基地SAR接收端高度低导致目标区域存在遮挡效应的问题,利用等效视线投影法判别可视区域。进一步,针对重轨观测图像幅度差异大的问题,基于均匀稳定区域的像素实现星地双基地SAR图像的幅度校正。最后,采用双阈值法进行永久散射体(Persistent Scatterer,PS)点筛选,并基于StaMPS实现星地双基地时序InSAR处理。本文通过仿真验证了所提模型和方法的有效性,并基于陆探一号(Lutan-1,LT-1)首次开展了星地双基地时序InSAR面场景实验。通过28幅济南市实验区域LT-1重轨星地双基地SAR图像的双基地时序InSAR处理,获得了面场景形变速率。与Sentinel-1A单星数据时序InSAR处理结果的交叉对比表明,基于LT-1的星地双基地时序InSAR实测处理精度为5.424mm/yr,验证了本文所提模型与方法的有效性。 展开更多

关键词 星地双基地合成孔径雷达 时序insar模型 陆探一号 斯坦福永久散射体干涉算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

PSInSAR在铅山县矿区地表沉降监测中的应用 被引量：5

2

作者 马飞虎 姜珊珊 孙翠羽 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期969-977,共9页

永久散射体干涉测量技术(persistent scatterer InSAR, PSInSAR)通过对同一地区的多景影像数据的分析,探测出一定数量的、均匀分布的永久散射体目标(persistent scatterers, PS),以PS点作为分析目标进行建模求解,从而反演出目标区域的... 永久散射体干涉测量技术(persistent scatterer InSAR, PSInSAR)通过对同一地区的多景影像数据的分析,探测出一定数量的、均匀分布的永久散射体目标(persistent scatterers, PS),以PS点作为分析目标进行建模求解,从而反演出目标区域的地表形变情况.以江西上饶重要金属矿产地铅山县作为研究区域,采用PSInSAR技术对2016-08～2017-03期间采集的18景sentinel-1A影像进行时序分析,获取了该地区的沉降变化情况.分析结果显示,铅山县内永平铜矿及其周边存在较大形变,沉降中心区最大沉降速率达到-90 mm/y,沉降区域与矿区所在的实际空间分布位置较为一致;弋阳县、横峰县和铅山县的交界处也存在一定沉降形变,区域沉降速率达-20 mm/y.实验表明在金属矿区应用PSInSAR技术进行沉降监测具有良好的效果. 展开更多

关键词 地面沉降 矿区形变 永久散射体干涉测量技术 沉降速率

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于时序InSAR技术的山区高速公路挖方边坡监测 被引量：3

3

作者 李如仁 苏宇祺 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期34-42,共9页

针对传统人工水准监测风险高、难度大的问题,以本桓高速公路挖方边坡为例,提出一种利用SBAS-InSAR与PS-InSAR相结合的技术对挖方边坡进行形变监测。首先,采用SBAS-InSAR技术处理2023年4月—2024年1月获取的22景Sentinel-1A数据,生成小... 针对传统人工水准监测风险高、难度大的问题,以本桓高速公路挖方边坡为例,提出一种利用SBAS-InSAR与PS-InSAR相结合的技术对挖方边坡进行形变监测。首先,采用SBAS-InSAR技术处理2023年4月—2024年1月获取的22景Sentinel-1A数据,生成小基线差分干涉对,反演得出边坡形变值与形变趋势。然后,选取相同监测时间的水准点测量结果与PS点进行验证,并通过灰色关联度分析降雨量与边坡形变的关联度。监测结果显示,边坡沉降速率集中在10.15~30.27 mm/a,沉降分析结果显示此路堑边坡整体较为稳定,时序InSAR相对水准测量具有全天时、全天候、全维度的特点,并具有可回溯性,表明时序InSAR技术对山区高速公路挖方边坡监测具有可行性与可靠性,确保高速公路挖方边坡安全稳定。 展开更多

关键词 道路工程 边坡监测 短基线子集(SBAS-insar)技术 永久散射体的干涉测量(PS-insar)技术 沉降预测 灰色关联分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

采空区地表InSAR形变监测与安全稳定性评价 被引量：7

4

作者 董建军 张莹 +1 位作者 李昕 梅媛 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期140-149,共10页

为探明河南省平顶山市某变电站拟建场地的安全稳定性,避免采空区地表沉降或倾斜给变电站造成安全隐患,采用永久散射体(PS)合成孔径雷达干涉测量(InSAR)研究平顶山市2015—2022年间的45景Sentinel-1A数据,精细化分析拟建场地的9个代表位... 为探明河南省平顶山市某变电站拟建场地的安全稳定性,避免采空区地表沉降或倾斜给变电站造成安全隐患,采用永久散射体(PS)合成孔径雷达干涉测量(InSAR)研究平顶山市2015—2022年间的45景Sentinel-1A数据,精细化分析拟建场地的9个代表位置的时序形变特征,进而建立基于InSAR监测的采空区地表场地安全稳定性评价机制,完成对场地的安全稳定性评价。研究结果表明:基于模糊数据集的模糊PS选点法可克服PS点密度低的弊端,有效增加分析可用数据,提升监测结果的准确性;依据基准点校正拟建区内代表点的时序形变后发现,拟建场地整体形变较小且逐渐呈现趋于稳定的趋势,最大沉降量为13.05 mm,最大沉降速度为5.73 mm/a,最大倾斜为0.070 mm/m。基于安全稳定性评价机制分析可知:采空区地表场地移动变形处于稳定状态,变电站地基基础处于安全状态,采空区地表沉降对拟建变电站的影响程度小,综合3种评价指标进行分析,采空区地表场地安全稳定性等级为高,具备建设变电站的可行性。 展开更多

关键词 采空区 地表形变 永久散射体(PS)合成孔径雷达干涉测量(insar) 形变监测 安全稳定性评价

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于PS/DSInSAR的云南德钦县滑坡变形监测

5

作者 周仿荣 马朋序 +1 位作者 文刚 高瑞 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2024年第1期43-51,共9页

滑坡是我国最严重的地质灾害之一。针对常规MTInSAR技术在开展滑坡形变监测时面临的监测点密度不足、监测精度受限及滑坡解译受阻的问题,提出一种有效融合PS及DS点的PS/DSInSAR技术。首先,开展HTCI同质像素识别及相干性n次幂加权的相位... 滑坡是我国最严重的地质灾害之一。针对常规MTInSAR技术在开展滑坡形变监测时面临的监测点密度不足、监测精度受限及滑坡解译受阻的问题,提出一种有效融合PS及DS点的PS/DSInSAR技术。首先,开展HTCI同质像素识别及相干性n次幂加权的相位优化处理,并筛选DS候选点;然后,将其与振幅离差获取的PS点进行融合并筛选高质量监测点,通过对监测点的相位解译提取滑坡形变信息。以云南省德钦县为研究区开展相关滑坡监测分析。实验结果表明,PS/DSInSAR技术获取的监测点密度较常规的StaMPS-SBAS技术提升了约14倍,可以更精准地识别滑坡边界及开展时序演化分析,且分析表明,研究区滑坡与季节性降雨具有显著的相关性。 展开更多

关键词 insar 分布式散射体 永久性散射体 滑坡监测 季节性降雨

在线阅读 下载PDF 职称材料

区域多尺度地面沉降时空变化特征分析

6

作者 王琴 宫辉力 +2 位作者 陈蓓蓓 周超凡 朱琳 《自然资源遥感》 北大核心 2025年第4期152-162,共11页

快速、不均匀的地面沉降对人类的生命和生产活动构成了严重威胁,了解地面沉降的时空演化规律对于精确的地质灾害防控至关重要。该文基于永久散射体合成孔径雷达干涉测量(persistent scatterer interferometric synthetic aperture Radar... 快速、不均匀的地面沉降对人类的生命和生产活动构成了严重威胁,了解地面沉降的时空演化规律对于精确的地质灾害防控至关重要。该文基于永久散射体合成孔径雷达干涉测量(persistent scatterer interferometric synthetic aperture Radar,PS-InSAR)技术获取山东省德州市的逐月地表形变信息,计算多尺度形变增量(subsidence vertical increment,SVI),并结合时间序列聚类分析、时空立方体、时空热点分析和时空异常值分析方法来探究德州市2017年7月—2021年12月多尺度SVI的时空分布特征。结果表明:通过时空序列聚类,月尺度趋势聚类不明显,季节尺度和半年尺度聚类特征更显著,且半年尺度的沉降波动较大;通过时空立方体模型呈现,月尺度的SVI连续性较差,沉降变化特征不明显,季节尺度和半年尺度沉降发生月份较为接近,呈现出每年3—8月沉降,9月—次年2月回弹的显著性规律;对德州市54个月的半年尺度SVI时空热点分析可知,加强的沉降和连续的沉降主要发生在武城县、德城区的西北部,东南部的临邑县、禹城县和齐河县主要为振荡的沉降和振荡的回弹;对多尺度SVI进行局部异常值分析可知,月尺度的沉降特征无明显规律,季度尺度和半年尺度的沉降情况相近,东部及东南部的临邑县、齐河县季节性沉降和与作物生长相关的半年尺度沉降均呈逐渐减弱,甚至回弹趋势,但半年尺度高-高聚类范围更广,回弹现象更显著。 展开更多

关键词 地面沉降 多尺度 增量 时空变化特征 PS-insar

在线阅读 下载PDF 职称材料

北京平原区地面沉降PS-InSAR监测 被引量：18

7

作者 周朝栋 宮辉力 +1 位作者 张有全 吴勋 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2017年第1期17-22,共6页

地面沉降是北京平原区的主要地质灾害之一。针对地下水长期超量开采引发的大范围地面沉降,采用雷达遥感的技术方法对其进行监测分析:以2003~2010年间覆盖北京的31景ENVISAT ASAR数据为基础,采用永久散射体干涉测量技术对北京市平原区进... 地面沉降是北京平原区的主要地质灾害之一。针对地下水长期超量开采引发的大范围地面沉降,采用雷达遥感的技术方法对其进行监测分析:以2003~2010年间覆盖北京的31景ENVISAT ASAR数据为基础,采用永久散射体干涉测量技术对北京市平原区进行长时间序列的地面沉降监测,并对比地下水水位变化数据,通过GIS空间分析的方法讨论地面沉降的时空演化特征。结果表明:2003~2010年,北京市平原区地表形变速率范围为-52.1~8.2mm/yr,已经形成五大沉降漏斗(朝阳—通州沉降漏斗、天竺—金盏沉降漏斗、来广营沉降漏斗、高丽营沉降漏斗和昌平沉降漏斗),地面沉降发生区域与地下水漏斗形成区域基本一致。 展开更多

关键词 地面沉降 永久散射体 雷达 干涉测量 时空演化

在线阅读 下载PDF 职称材料

PS-InSAR技术在伯克利山滑坡监测中的应用 被引量：5

8

作者 雷玲 周荫清 +1 位作者 李景文 Roland Burgmann 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1224-1226,共3页

针对伯克利山的滑坡问题,利用从1992年到2010年期间获得的大量ERS1/2,Radarsat-1,TerraSAR-X星载雷达数据,提出运用永久散射体(PS-InSAR,Persistent Scatterer Interferometry Synthetic Aperture Radar)技术,以一幅主图像为基准,与其他... 针对伯克利山的滑坡问题,利用从1992年到2010年期间获得的大量ERS1/2,Radarsat-1,TerraSAR-X星载雷达数据,提出运用永久散射体(PS-InSAR,Persistent Scatterer Interferometry Synthetic Aperture Radar)技术,以一幅主图像为基准,与其他SAR图像分别进行差分干涉处理,并限定幅度和相位双重阈值选择PS点,分析其相位在时域空域的频谱特性,最后通过滤波处理提取形变部分,结果成功地定位了伯克利山的滑坡区域,得到了地形的形变速率,为今后的灾害预警打下了基础. 展开更多

关键词 insar PS—insar 滑坡

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于PS-InSAR技术的北海市沿海地区地表沉降监测 被引量：3

9

作者 韦意 庾露 罗国玮 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2023年第2期30-34,共5页

为了分析北海市沿海地区地表沉降信息时空分布特征,提供城市规划的有效参考依据,基于PS-InSAR技术,利用81景Sentinel-1A卫星数据,对北海市沿海地区2017年5月~2020年5月期间的地表沉降进行监测,获取沉降时序信息。结果表明研究区的最大... 为了分析北海市沿海地区地表沉降信息时空分布特征,提供城市规划的有效参考依据,基于PS-InSAR技术,利用81景Sentinel-1A卫星数据,对北海市沿海地区2017年5月~2020年5月期间的地表沉降进行监测,获取沉降时序信息。结果表明研究区的最大年平均沉降速率可达-12.6 mm/a,其中铁山港区、地角镇和南流江三角洲共3个地区的沉降现象较显著。铁山港区和地角镇均有较集中的沉降点分布,南流江三角洲地区是散点状分布。经分析认为发生沉降的原因分别与区域中的工业活动、工程建设、人类生产活动、沉积物自然压实以及地下水过度开采等因素关系密切。 展开更多

关键词 合成孔径雷达干涉测量 地表沉降监测 永久散射体干涉 地面工程建设 地下水开采 哨兵1号

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于最优PS点获取方法的矿山工业广场沉降监测 被引量：2

10

作者 杨可明 李婷婷 +3 位作者 马军 李亚星 江克贵 赵项通 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期44-51,共8页

为保障矿山地面和井下工作人员、工业广场周边居民以及运煤系统运行安全,实时监测地表变形情况,提出永久散射体(PS)点的优化获取方法,以提升PS-合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术在沉降监测中的适用性。首先,选择淮北市郊煤矿工业广场煤... 为保障矿山地面和井下工作人员、工业广场周边居民以及运煤系统运行安全,实时监测地表变形情况,提出永久散射体(PS)点的优化获取方法,以提升PS-合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术在沉降监测中的适用性。首先,选择淮北市郊煤矿工业广场煤柱Ⅱ513工作面开采沉陷期间2020年10月31日—2022年8月22日共26景SAR卫星影像,运用PS-InSAR技术确定最优的PS点目标选取方法;然后,基于该方法获取该工作面回采过程中的开采损害保护区地面沉降速率、累计沉降量;最后,基于地面水准点实测数据验证PS-InSAR监测精度并分析研究区地表及建(构)筑物动态沉降情况。结果表明:相干系数和振幅离差指数双阈值法较适应于研究区沉降监测;研究区内可探测到的最大下沉速率为-26.5 mm/a,最大累计下沉值为-53.7 mm;同时,探测到研究区西北部存在岩溶塌陷地质灾害因素;利用水准数据验证精度,均方根误差(RMSE)仅为3.8 mm,决定系数达到0.91。 展开更多

关键词 永久散射体(PS) 合成孔径雷达干涉测量(insar) 工业广场 沉降监测 相干系数 振幅离差指数

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于合成孔径雷达干涉测量的高速铁路下伏老采空区稳定性监测分析 被引量：10

11

作者 曹杨 王旭春 +3 位作者 曹云飞 卢泽霖 管晓明 于云龙 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第4期1367-1375,共9页

揭示老采空区现有变形规律是老采空区的稳定性分析的关键,而合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术对于广域地表变形监测有着传统测量技术无法比拟的优势。针对贵南高铁穿越大盘井采煤沉陷区的地... 揭示老采空区现有变形规律是老采空区的稳定性分析的关键,而合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术对于广域地表变形监测有着传统测量技术无法比拟的优势。针对贵南高铁穿越大盘井采煤沉陷区的地表监测,采用最新的永久散射体对合成孔径雷达干涉测量(persistent scatter pair InSAR,PSP-InSAR)技术,弥补了传统合成孔径雷达差分干涉测量(differential InSAR,D-InSAR)和永久散射体合成孔径雷达干涉测量(persistent scatter InSAR,PS-InSAR)算法的缺陷,获得了老采空区的沉降变形。并通过实地考察老采空区上方已有建筑和道路,对InSAR测量结果进行了验证。结果表明:2011—2013年及2014—2015年,大盘井采空区大部分点年平均沉降速率为-8~4 mm/a。通过对采空沉陷区地面沉陷调查发现地面建筑物和道路未产生有沉陷特征的沉降和破坏。因此,认为大盘井煤矿采空区沉陷趋于稳定。 展开更多

关键词 合成孔径雷达干涉测量(insar) 老采空区 永久散射体对合成孔径雷达干涉测量(PSP-insar) 变形监测

在线阅读 下载PDF 职称材料

StaMPS-MTI技术在地面沉降监测中的应用 被引量：10

12

作者 姜兆英 于胜文 陶秋香 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期295-302,共8页

为了提高监测技术的空间采样率,基于永久散射体法(permanent scatters,PS)和短基线集法(small baseline subsets,SBAS)技术,同时考虑PS点、慢失相关滤波相位(slowly-decorrelationg filtered phase,SDFP)点的相位和幅度稳定性,对满足给... 为了提高监测技术的空间采样率,基于永久散射体法(permanent scatters,PS)和短基线集法(small baseline subsets,SBAS)技术,同时考虑PS点、慢失相关滤波相位(slowly-decorrelationg filtered phase,SDFP)点的相位和幅度稳定性,对满足给定阈值的点相位进行加权平均,优化选取斯坦福永久散射体-多时相InSAR(stanford method for persistent scatterers-multi-temporal InSAR,StaMPS-MTI)技术的高相干点集.并使用SBAS技术的形变模型提取研究区的沉降量和沉降速率.在此基础上,分别利用PS、SBAS及StaMPS-MTI技术对北京市局部地区2007~2010年的29景ENVISAT ASAR数据进行处理,提取研究区2007~2010年的时序沉降情况及年平均沉降速率,对沉降结果进行了详细的对比和系统分析.理论研究和真实SAR数据实验结果均表明,StaMPS-MTI技术获取了404 276个高相干点,空间采样率相较于PS技术提高了62.3%,相较于SBAS技术增加了129.4%,保证了监测结果的精度和可靠性. 展开更多

关键词 永久散射体法 短基线集法 斯坦福永久散射体-多时相insar 地面沉降

在线阅读 下载PDF 职称材料

子视光谱相关属性的相干目标点探测方法

13

作者 贾毅 闫利 +2 位作者 杨红磊 余凡 袁捷 《遥感信息》 CSCD 北大核心 2018年第3期7-12,共6页

鉴于目前的PS点识别方法都基于大数据集情况,适用于小数据集的PS点识别方法鲜有研究,相干点目标与分布式散射体相比,可视为由一个或者多个主散射体构成的反射体,对应的单视复数影像的相位值在频谱域显现一种显著的光谱特征,依据相干目... 鉴于目前的PS点识别方法都基于大数据集情况,适用于小数据集的PS点识别方法鲜有研究,相干点目标与分布式散射体相比,可视为由一个或者多个主散射体构成的反射体,对应的单视复数影像的相位值在频谱域显现一种显著的光谱特征,依据相干目标点具有强光谱相关性的特点,提出了基于子视光谱属性的相干目标点探测方法,通过案例验证该方法识别的相干目标点不仅具有强振幅值和干涉相干值,而且在时间序列中保持稳定的相位值。通过分析相关窗口大小与子视相干值的关系,发现子视相干值和窗口大小成反比,窗口越大,相干值越小;相干窗口的大小变化对人工建筑物的影响较小,对植被覆盖区域的影响较为明显。该方法不对数据量要求,即使单景SAR影像也能识别出相干目标点,为小数据集的时间序列分析提供了新的相干目标点识别方法。 展开更多

关键词 相干目标点 干涉相干值 永久散射点 雷达干涉测量 光谱相关性

在线阅读 下载PDF 职称材料

地基大视场SAR形变监测的非均匀大气相位校正方法 被引量：2

14

作者 白泽朝 王彦平 +3 位作者 王振海 胡俊 李洋 林赟 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期53-63,共11页

大气变化是地基干涉合成孔径雷达(GB-InSAR)形变监测的主要干扰因素。由于监测环境的地形复杂,水汽、湿度和温度的空间异质性,基于均匀大气介质假设的校正方法可能导致大气校正精度较低。该文提出了一种两阶段半经验模型,用于估计和校... 大气变化是地基干涉合成孔径雷达(GB-InSAR)形变监测的主要干扰因素。由于监测环境的地形复杂,水汽、湿度和温度的空间异质性,基于均匀大气介质假设的校正方法可能导致大气校正精度较低。该文提出了一种两阶段半经验模型,用于估计和校正复杂大气条件下特大滑坡GB-InSAR监测过程中出现的大气相位误差。该方法兼顾线性大气相位和非线性大气相位,首先根据测区的范围和高程对观测到的大气相位进行建模,校正与地形相关的线性大气相位。然后,考虑复杂大气条件和方位向大视场角度场景下出现的空间域非均匀大气情况,选取稳定永久散射体(PS)通过插值的方式获取所有PS点的大气相位,校正非线性大气相位。采用该方法对三峡库区新铺和藕塘特大滑坡的地基大视场雷达图像进行处理,相比于常规方法减小大气相位误差最大约2 mm。能有效校正特大滑坡监测场景下出现的非均匀大气相位,满足特大滑坡广域范围监测需求。 展开更多

关键词 地基干涉合成孔径雷达 大气相位校正 线性变化 非线性变化 稳定永久散射体

在线阅读 下载PDF 职称材料