[发明专利]一种基于星载SAR的露天矿边坡形变动态监测方法

权利要求书

1.一种基于星载SAR的露天矿边坡形变动态监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1.基于多角度几何卫星数据融合法解算监测区域地表三维的运动速率：

采集露天矿边坡监测区域的多角度的几何卫星SAR数据和数字高程模型，以角度分组后进行时序InSAR处理，获得监测区域的LOS方向形变量，利用LOS向(雷达视线方向)形变量，采用几何分解法解算监测区域地表三维运动速率；

步骤S2.采用多孔径干涉(MAI)获取监测区域地表水平方向运动速率：

将步骤S1中分组后的SAR数据进行多孔径干涉处理，获得SAR卫星运动方向上的运动速率，即监测区域地表水平方向运动速率；

骤S3.计算边坡方向运动速率，监测露天矿边坡形变：

对步骤S1中解算的地表三维运动速率中的垂直方向运动速率和步骤S2中获得的地表水平方向运动速率进行矢量合成，计算边坡方向运动速率，联合边坡方向运动速率和地表三维运动速率对露天矿边坡形变进行动态监测。

2.根据权利要求1所述的一种基于星载SAR的露天矿边坡形变动态监测方法，其特征在于，步骤S1中的多角度的几何卫星SAR数据为轨道编号不同和升降轨方式不同的卫星数据，且至少采集监测区域的三个不同角度的卫星SAR数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于星载SAR的露天矿边坡形变动态监测方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

S11.时序InSAR处理：对SAR数据进行图像配准干涉处理、干涉图解缠，相位转形变，求得LOS方向形变量；

S12.利用LOS向形变量，基于如下形变分解方程以获取地表三维形变量及运动速率：

D_los＝D_ucosθ-D_nsinθcos(α-3π/2)-D_esinθsin(α-3π/2)

式中D_los为地表监测区域的LOS方向形变量，θ为监测区域的雷达入射角，α为卫星的飞行方位角，D_u、D_e和D_n分别表示监测区域的垂直、东西和南北方向的三维形变分量；结合SAR数据采集时间间隔，即可获得监测区域地表垂直、东西和南北方向的运动速率V_u、V_e、V_n。

4.根据权利要求3所述的一种基于星载SAR的露天矿边坡形变动态监测方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

S21.对步骤S1中分组后的SAR数据进行干涉处理得到前视干涉图和后视干涉图，对前、后视干涉图进行差分处理、去除地平、地形相位，即可解算出SAR卫星运动方向上的形变量，即地表水平方向形变量；

S22.将地表水平方向的形变量分解为东西和南北两个方向上的水平形变分量；基于如下公式获得监测区域地表水平方向运动速率：

D_azi＝-De_a·cos(α-3π/2)+Dn_a·sin(α-3π/2)

其中D_azi为多孔径干涉处理获得的监测区域的地表水平方向的形变量，α为卫星的飞行方位角，De_a和Dn_a分别表示监测区域的的东西向和南北向的水平形变分量；结合SAR数据采集时间间隔，即可获得监测区域地表的水平方向的运动速率V_s。

5.根据权利要求4所述的一种基于星载SAR的露天矿边坡形变动态监测方法，其特征在于，步骤S3中矢量合成边坡方向运动速率的公式为：

式中V_u为步骤S12中解算的监测区域地表垂直方向运动速率，V_s为步骤S22获得的监测区域地表水平方向运动速率，V_slope为监测区域边坡方向的运动速率。

6.根据权利要求4所述的一种基于星载SAR的露天矿边坡形变动态监测方法，其特征在于，将步骤S12中分解出的东西和南北方向形变分量D_e和D_n与步骤S22中获得的东西和南北方向形变分量De_a和Dn_a相互校验，如果互差范围在±5mm之内即可进行下一步，否则需要更换SAR数据。