[发明专利]一种基于时域离散InSAR干涉对的矿区地表时序形变监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于时域离散InSAR干涉对的矿区地表时序形变监测方法。

背景技术

合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar，简称InSAR)是一种能够获得地表厘米甚至毫米级形变的遥感技术。其基本原理就是通过对两幅或以上的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，简称SAR)卫星影像进行差分干涉处理，从相位差中提取厘米甚至毫米级的雷达视线方向形变值。相对于传统的大地测量技术而言，InSAR具有全天候、连续空间覆盖、高精度、低成本等优势。但是，传统的差分合成孔径雷达干涉测量(differential interferometric SAR,D-InSAR)易受空间失相关、时间失相关以及大气扰动等因素影响，且无法获得地表的InSAR时序形变场。为了克服这些制约，一些时序InSAR形变监测方法被提出，如永久散射体干涉测量(permanent scatter interferometry,PS-InSAR)和小基线集技术(small baseline subset interferometry,SBAS-InSAR)。目前时序InSAR技术已被广泛应用与城市地表、火山、滑坡、地下开采等形变监测中。

然而，由于传统的时序InSAR技术(PS-InSAR或SBAS-InSAR)需要大量SAR数据，且要求InSAR干涉对必须覆盖整个时序过程。对于因地表形变过大、时空失相关严重等原因造成的前后SAR影像无法干涉而形成的时域离散InSAR干涉对，传统的时序InSAR技术则无能为力。然而，该现象在矿区形变监测中较为常见。因此，利用传统的时序InSAR技术监测矿区地表时序形变不仅成本较高、数据要求苛刻，而且很难监测矿区大量级的时序形变，其大大制约了InSAR技术在矿区的应用范围。因此，如何利用时域离散InSAR干涉对监测矿区地表高精度时序形变，对于拓宽InSAR应用空间，降低矿区时序形变监测成本，并以此指导矿区安全生产、预警矿区地表地质灾害以及生态环境保护都起着重要作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于时域离散InSAR干涉对的矿区地表时序形变监测方法，其克服了传统时序InSAR方法监测成本高、数据要求苛刻，且无法监测大量级形变场等缺陷。

一种基于时域离散InSAR干涉对的矿区地表时序形变监测方法，包括以下几个步骤：

步骤1：获取未覆盖整个SAR影像时序过程的时域离散InSAR干涉对；

将覆盖待监测矿区的所有SAR影像按照时间先后，利用差分合成孔径雷达干涉测量D-InSAR进行两两差分干涉，获得相干图组和解缠图组，从相干图组中找出无法干涉的InSAR干涉对，并剔除与之对应的相干图和解缠相位图，从而获得未覆盖时序过程的时域离散的InSAR干涉对及对应相干图组和解缠图组；

所述相干图，是评价两幅SAR影像相似程度的依据，在干涉处理中生成；

所述无法干涉，是指相干图的相干性小于设定的相干性阈值；

步骤2：获取时域离散InSAR干涉对中的高相干点；

依据设定的相干性阈值从未覆盖时序过程的时域离散的InSAR干涉对对应的相干图组中提取出每个时域离散InSAR干涉对中的高相干点；

所述高相干点是所有时域离散的相干图在该点的相干性均设定的相干性阈值；

步骤3：利用低通滤波削弱高相干点处的大气延迟和噪声，且忽略水平移动对雷达视线向形变的贡献，高相干点(i,j)的解缠相位δφ为：