[发明专利]融合不同平台和轨道SAR数据的三维时序形变监测方法

说明书

本发明提供了一种融合不同平台和轨道SAR数据的三维时序形变监测方法，包括以下步骤：第一步，选取干涉效果符合电力设施区域三维形变监测要求的不同平台的多时域高分辨率SAR影像；第二步，提取各个平台上电力设施区的公共永久散射体点，构建三维形变观测网，并求解出每个SAR影像上的观测弧段LOS向形变之差；第三步：根据形变模型、各个平台的成像时间以及各个平台的成像干涉组合，使用动态自适应滤波算法，融合不同成像时间的三维形变观测网，解算出动态三维时序形变。本发明融合不同平台和轨道的数据，克服InSAR形变监测只对LOS向形变敏感的问题。

技术领域

本发明涉及遥感影像的大地测量的技术领域，具体涉及一种融合不同平台和轨道SAR数据的三维时序形变监测方法。

背景技术

目前，电力设施变形监测方法主要为水准和GPS测量，然而这些传统方法不仅要耗费大量的人力和物力，且还存在着较为明显技术缺陷：水准和GPS测量的是点目标的结果，结果较为稀疏，对于一些较为隐蔽的、形变特征不明显的灾害将难以探测，使得在一些分布于荒野的电力设施难以被监测到。此外，电力设施多分布于人迹罕至的野外，工作环境较为恶劣，地质灾害的产生对于测绘人员生命安全会有较大的危害，而电力设施的监测又需要对野外环境进行一定的预计才能开始布设测量工作，这将使得测绘人员的生命安全难以得到保障。

合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR,Synthetic Aperture Radarinterferometry)近年来已被逐步应用到形变监测及地质灾害防范中，其高精度、大范围及全天时全天候等特点已经得到了大量证明，在地表形变的监测应用上得到了极大的发展。随着近年来SAR卫星分辨率的不断提高，SAR卫星平台数量不断地增加，SAR卫星数据的数量得到了极大地丰富，这也为使用SAR数据进行地质灾害的高精度、高分辨率监测提供了可能。

然而，目前InSAR技术在地质灾害三维形变监测方面的应用较少，尤其是对电力设施InSAR三维形变监测方面的极为罕见，究其原因，主要是由于InSAR技术只能监测雷达视线方向(LOS)所导致的。在使用InSAR技术进行地表形变监测时，往往只假设其形变只由垂直向产生。这对于一些水平向为主的形变而言，将难以被监测。而电力设施分布区域及其周围地质体所产生的灾害通常难以通过一维的形变观测进行描述。因此，传统的InSAR技术对于一些隐蔽的地质灾害，将做不到提早发现提早治理，对于电力设施将会产生巨大的破坏，使电力企业蒙受巨大的损失。此外，目前主要的InSAR三维形变监测手段，基本还是集中在静态三维形变的监测上，因此对于一些以缓慢形变为主的地质灾害将做不到长期有效的监测。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种融合不同平台和轨道SAR数据的三维时序形变监测方法，融合不同平台(轨道)的数据，克服InSAR形变监测只对LOS向形变敏感的问题。

本发明提供了一种融合不同平台和轨道SAR数据的三维时序形变监测方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，选取干涉效果符合电力设施区域三维形变监测要求的不同平台的多时域高分辨率SAR影像；

第二步，提取各个平台上电力设施区的公共永久散射体点，构建三维形变观测网，并求解出每个SAR影像上的观测弧段LOS向形变之差；

第三步：根据形变模型、各个平台的成像时间以及各个平台的成像干涉组合，使用动态自适应滤波算法，融合不同成像时间的三维形变观测网，解算出动态三维时序形变。

其中，所述第一步包括以下步骤：

a.根据各数据提供网站提供的电力设施区的存档数据，获取各个轨道及各个平台的入射角β_inc和方向角β_head数据；

b.由各个轨道和平台的相关参数，构建投影矢量的设计矩阵，设有N个平台(轨道)，其投影矢量的设计矩阵为：