[发明专利]一种基于InSAR的填海地区机场形变监测方法

说明书

本发明提供了一种基于InSAR的填海地区机场形变监测方法，提取离散分布的候选点目标；计算每个候选点目标的相位标准差，得到稳定点目标；将所述稳定点目标的相位进行三维时空解缠，得到解缠相位；利用最小二乘法，得到包含有空间干扰分量的形变相位；根据所述包含有空间干扰分量的形变相位分离出大气相位和轨道误差相位，得到形变相位；计算形变相位的权值以及稳定点目标的时间序列形变，从而完成使用时间序列InSAR技术对填海地区机场形变的监测。本发明利用振幅离差阈值和时间相干系数法相结合，提高了候选点目标在填海机场区的数量和密度，提高了形变速率准确性，本方法还可用于低相干地区复杂场区形变场的高精度反演。

技术领域

本发明属于地表形变监测技术领域，尤其涉及一种基于InSAR的填海地区机场形变监测方法。

背景技术

常规的地表形变监测方法主要包括传统的大地测量，如设置分层标、水准测量，和GPS测量等。以上监测手段也只能获取少量离散观测点上的变形数据，无法用于揭示地表形变场的时空演化规律，相对于传统的地表监测手段，时间序列InSAR技术能够进行大范围的形变监测，精度可达毫米级。该技术通过收集覆盖同一地区的SAR影像集，集中研究在长时间序列SAR影像中保持高相干性的地面点目标，目前已成功应用于上海、天津和北京等相干性较高的城市地区以及其他植被覆盖稀少的实验区的地表形变监测中。

然而，从InSAR分析的角度来讲，填海造陆地区属于低相干区，缺乏易于识别的点目标，难以开展时间序列变形分析，同时，结构如机场的大型基础设施有别于其他城市建筑，机场跑道之间通常是裸地或植以草坪，场区内回波信号的相干度非常低，致使这些地方除机场自身的基础建设外，缺少易于识别的目标地物。如果采用中等时空分辨率的SAR系统，如欧洲空间局卫星ERS-1/2和ENVISAT获取的SAR影像为数据源，利用常规的时间序列InSAR处理技术进行形变解算时，由于影像分辨率的限制和常规方法本身的局限性，提取到的稳定目标点比较稀疏，此时难以用点目标上的形变反映区域内真实的形变场。

高分辨率雷达卫星的在轨运行，以TerraSAR-X卫星为例，其轨道定位精度、影像解析度等较之前的SAR系统都有大幅提高，在地表形变监测中优势更为明显，某种程度上使得大型人工地物精细化监测成为可能。然而，X波段的雷达波长较短，很容易受到去相干现象的影响，同时，填海造陆地区的地质条件通常较为复杂，复杂的地质条件会造成其上建筑物变形格局多变，从而致使InSAR变形观测解译困难。

因此，在如何结合高分辨率的TerraSAR-X卫星影像，拓展时间序列InSAR技术在填海造陆等低相干地区的应用面临着新的机遇与挑战。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于InSAR的填海地区机场形变监测方法能够利用雷达成像和时间相干系数法的候选点目标提取策略，提高了候选点目标在填海机场区的数量和密度，实现了包括机场跑道和滑行道等机场典型区域形变场的时空分析，提高了形变监测速率的准确性。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种基于InSAR的填海地区机场形变监测方法，包括如下步骤：

S1、根据预设的振幅离差阈值提取填海地区机场所在区域中离散分布的候选点目标；

S2、根据所述离散分布的候选点目标计算每个候选点目标的相位标准差，得到稳定点目标；

S3、将所述稳定点目标的相位进行三维时空解缠，得到解缠相位；

S4、根据所述解缠相位利用最小二乘法得到包含有空间干扰分量的形变相位；

S5、根据所述包含有空间干扰分量的形变相位分离出大气相位和轨道误差相位，得到形变相位；