[发明专利]一种基于合成孔径雷达干涉测量技术的地表形变检测方法

说明书

本发明公开了一种基于合成孔径雷达干涉测量技术的地表形变检测方法，对待检测区域的合成孔径雷达影像进行收集，根据拍摄时间进行排序；选取宽幅模式下时间间隔为1年的两景影像，利用差分合成孔径雷达干涉测量技术对影像进行处理，得到间隔期间内的地表形变量概图；提取形变区的范围，根据所述形变区的范围对全部的合成孔径雷达影像进行裁剪，利用时间序列合成孔径雷达干涉测量技术对裁剪后的影像进行处理，得到该地区形变时间序列详图。本发明可在事先不确定地表是否有形变的情况下实现对地表形变范围和形变量级的快速获取，有利于地质灾害隐患点的快速识别，对于提高大范围内地质灾害普查效率具有积极作用。

技术领域

本发明涉及地表形变监测技术领域，尤其涉及一种基于合成孔径雷达干涉测量技术的地表形变检测方法。

背景技术

合成孔径雷达干涉测量(Interferometric of Synthetic ApertureRadar，InSAR)技术作为一项新型的空间对地观测技术，具有全天候、覆盖广、精度高等特点，在地表形变监测领域有着得天独厚的优势，在城市地面沉降监测、边坡形变监测、地壳形变监测、人工建筑物形变监测等领域得到了广泛应用，效果较好。InSAR技术主要包括差分合成孔径雷达干涉测量(DifferentialInterferometric of Synthetic Aperture Radar，D-InSAR)和时间序列合成孔径雷达干涉测量(Time Series Interferometric ofSyntheticAperture Radar，TS-InSAR)，其中D-InSAR技术的监测精度可达厘米级，一般可用于检测年累计形变为厘米至分米级地表变化，TS-InSAR技术的监测精度可达毫米级，一般可用于检测年累计形变为毫米至分米级地表变化。由于D-InSAR技术只对两景影像做差分处理，易受大气效应为主的失相干因数影响，故其具有计算时间短、精度差的特点，而TS-InSAR技术需要处理的影像数量一般为几十景，能较好的消除大气效应等失相干因素的影响，故其精度虽然较高，但计算时间却会呈几何级数增长。以哨兵1A宽幅(InterferometricWide Swath，IW)影像为例，1景影像的范围约为250km×200km，假设多视后的像元分辨率为15m，则1景影像的像元数量级为2×108，D-InSAR技术处理一次涉及到的像元总数为4×108。当利用PS-InSAR技术对20景影像进行处理时，涉及到的像元总数为19×4×108＝7.6×109，利用SBAS-InSAR技术对20景影像进行处理时，涉及到的像元总数最多为190×4

×108＝7.6×1010，计算量分别扩大了19倍和190倍，而实际产生地表形变的只是影像中的一部分，导致所需耗费的计算时间冗长。

目前解决上述问题的办法主要有两种：一是升级计算所需软硬件，提高解算效率，但对于大范围的地表形变计算仍显捉襟见肘；二是先对影像进行裁剪，只对形变区的影像进行TS-InSAR解算，但是对于形变地区范围未知的地质灾害调查难以适用。

发明内容

为解决现有技术存在的局限和缺陷，本发明提供一种基于合成孔径雷达干涉测量技术的地表形变检测方法，包括：

收集同一颗卫星在待检测区不同时间节点的重复轨道宽幅模式合成孔径雷达影像，将所述合成孔径雷达影像按照时间进行排序；

选择任意两幅时间间隔为1年的合成孔径雷达影像，利用差分合成孔径雷达干涉测量技术获取所述待检测区的形变量概图；

从所述形变量概图中提取局部形变区域的范围，根据所述局部形变区域的范围对全部的合成孔径雷达影像进行裁剪；

利用时间序列合成孔径雷达干涉测量技术对裁剪后的合成孔径雷达影像进行处理，得到局部形变的时间序列详图。

可选的，所述合成孔径雷达影像的观测周期固定，影像时间跨度大于1年，所述影像时间跨度与所述观测周期为正相关的关系，所述合成孔径雷达影像的总数大于18幅。