[发明专利]一种基于高分辨率的时序InSAR形变监测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于高分辨率的时序InSAR形变监测方法及系统。该方法包括：对地表SAR图像进行配准、差分干涉处理和去高程处理；识别图像中的PS点；并对点密度超过设定阈值的PS点进行抽稀处理；对抽稀后的PS点构建三角网；对三角网中相邻的PS点的相位进行差分，通过解空间搜索的方法得到相邻的PS点之间的形变速率差和高程改正量差，并据此计算各PS点的残差相位；从残差相位中分离出大气延迟相位，并对大气延迟相位进行插值处理；从差分干涉图中除去大气延迟相位，重复上述步骤进行迭代，得到多次去除大气延迟相位后的图像，再对图像进行相位解缠以及对所有PS点进行分析，确定地表的形变速率。本发明提高了图像的处理速率。

技术领域

本发明涉及微波遥感技术领域，特别是涉及一种基于高分辨率的时序InSAR形变监测方法及系统。

背景技术

IInSAR是一种主动式微波雷达探测技术。它具有大规模，低成本和高精度等技术优势。常规的差分干涉测量(Differential SAR Interferomtry,DInSAR)技术通过对两幅影像作差分来计算形变，但是由于DInSAR技术受失相干现象的影响，目前国际上对InSAR技术的研究主要集中在长时间序列DInSAR技术的研究上，如：PSInSAR技术(Ferretti等，2002)，相干目标探测技术(Vander Kooij，2003)，干涉点目标分析(Wegmuller，2003；Werner et al.，2003)，稳定点网络分析(Arnaud et al.，2003)，小基线集技术(Berardinoet al 2003)等。这些技术通过对时间序列中具有稳定、可靠相位的点进行分析，采用迭代的方法计算高精度的形变值和高程改正量，已经成功应用于地表形变、地震形变、冰川移动、火山运动、山地滑坡和大型构建物形变监测中。

而时间序列InSAR技术的难点在于准确分离高程改正和大气延迟量，由于先验的大气改正模型和准确的地表高程值未知，需要从时间序列差分干涉相位通过回归分析多次迭代提取；但随着高分辨率SAR传感器的发展，如TerraSAR-X、COSMO-Skymed和RADARSAT-2等，数据质量、重访周期和分辨率都有明显提高，分辨率达到1m，为精细化形变监测提供了数据保障。分辨率提高的同时，带来的是巨大的数据量；大数据量的迭代严重影响了数据处理的效率，采用普通PC机，甚至图像服务器无法实现对数据快速处理。成为了阻碍InSAR技术向工程化推广的一大问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于高分辨率的时序InSAR形变监测方法及系统，能够高效的去除图像中的高程改正量和大气延迟量，得到地表的变形速率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于高分辨率的时序InSAR形变监测方法，包括：

获取被监测区域时间序列上的多个地表SAR图像；

对所述地表SAR图像进行配准，并对各地表SAR图像进行差分干涉处理，得到多个差分干涉图；

采用外部DEM数据对所述差分干涉图进行去高程处理，得到第一图像；

对所述第一图像中的PS点进行识别；

对所述第一图像中点密度超过设定阈值的PS点进行抽稀处理；

对抽稀后的PS点构建三角网；

对所述三角网中相邻的PS点的相位进行差分，通过解空间搜索的方法得到相邻的PS点之间的形变速率差和高程改正量差，并根据所述形变速率差和高程改正量差计算得到各PS点的残差相位；

从所述残差相位中分离出大气延迟相位，并对所述大气延迟相位进行插值处理；