[发明专利]一种利用TanDEM-X双站InSAR提取地震滑坡体积的方法

说明书

本发明公布了一种利用TanDEM‑X双站InSAR提取地震滑坡体积的方法，具体包括以下步骤：1)双站InSAR干涉相位计算；2)双站InSAR差分相位估算；3)地震前后地表高程变化结果估算；4)地震滑坡体积求取。通过TanDEM‑X双站InSAR干涉相位、外部DEM模拟相位、高精度GPS或ICESat校正点获取校正后的TanDEM‑X双站InSAR差分相位，进而获取地震前后地表高程变化结果，再结合地震滑坡边界编目数据、地震前后光学遥感数据求取地震滑坡体积。本发明提取地震滑坡体积的方法具有高分辨率、高精度优势；同时不需要布设地面测量设备，具有面状、大区域的滑坡地震滑坡体积提取能力；成本低。

技术领域

本发明属于卫星遥感应用领域，具体涉及一种利用TanDEM-X双站InSAR提取地震滑坡体积的方法，利用TanDEM-X双站InSAR获取地震前后地表高程变化，进而定量估算区域地震滑坡体积，可在全球区域拓展应用。

背景技术

近年来，地震容易引发大量滑坡、泥石流等次生地质灾害，对人民居住环境和生命财产安全构成了巨大的威胁，同时也是铁路、公路等交通设施的重要病害，是震区面临最严重的两类地质灾害，进行区域地震滑坡体积提取和泥石流危险性评估是地震灾区恢复重建和经济发展的紧迫工作。其中滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。其中泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。地震滑坡体积作为泥石流物源定量计算的重要参数，开展地震滑坡体积定量研究对估算泥石流物源具有重要的实际应用价值和科学意义，为震区泥石流灾害的风险评价和预测预报等提供科学依据。地震发生后，地震滑坡、泥石流等次生灾害频发，迫切需要一种能够大范围、定量、精确地提取地震滑坡体积的方法，进而能够地震滑坡等地质灾害进行预警，减少百姓财产损失和保障人员安全。

目前，地震滑坡体积提取的技术手段主要有GPS实地测量、三维激光LiDAR、光学遥感等。GPS实地测量和三维激光LiDAR具有观测精度高等优势，尤其三维激光LiDAR能够获取整个滑坡面的高分辨率点云地形数据，可精确获取地震滑坡体积，但地震滑坡个数通常上万个，甚至几十万个，该方法提取区域范围的地震滑坡体积效率较低；光学遥感可以大范围获取地震滑坡中心点位置、边界、面积等分布参数，通过经验公式或模型等提取地震滑坡体积，但经验公式或模型对最终地震滑坡体积带来不可避免的误差，难以定量、精确的获取地震滑坡体积。且地震发生后，较长一段时间会存在持续降雨天气，光学遥感的地震滑坡体积提取工作难以开展。

TanDEM-X双站InSAR可获取全球尺度的高分辨率、高精度地形信息，结合震前地形资料，能够精确计算地震地震滑坡体积，为地震滑坡风险性评价以及地震滑坡灾害防治提供重要的基础数据。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对目前地震滑坡体积提取方法存在的上述不足，提供一种利用TanDEM-X双站InSAR提取地震滑坡体积的方法，能够大范围、定量提取地震滑坡体积。

本发明为解决上述技术问题所采用的具体步骤是：

一种利用TanDEM-X双站InSAR提取地震滑坡体积的方法，根据TanDEM-X双站InSAR获取的地震前后地表高程变化结果，结合地震滑坡边界编目数据和地震前后光学遥感数据，求取地震滑坡体积，具体包括以下步骤：

1)双站SAR数据影像配准：使两幅复图像中同一位置的像素对应地面上的同一回波点；

2)双站InSAR干涉相位计算：利用TanDEM-X和TerraSAR-X两颗卫星获取的高分辨率SAR影像，通过干涉图生成数据处理，计算双站InSAR干涉相位；

3)双站InSAR差分相位估算：双站InSAR干涉相位与外部DEM模拟相位进行差分处理；