[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

说明书

本发明公开了一种基于星载SAR的露天矿边坡形变动态监测方法，包括如下步骤：步骤S1.采用多几何卫星数据融合方法计算地表V_e、V_n、V_u，即东西、南北和垂直方向上的运动速率，即得到地表三维运动变化；步骤S2.采用MAI技术获得地表在方位向上的运动信息，即水平方向上的运动速率V_s；步骤S3.将多几何卫星数据融合方法计算得到的垂直向运动速率V_u和MAI技术得到的水平向速率V_s矢量合成可得到坡向的运动速率V_Slope，结合V_e、V_n、V_u、V_Slope，为露天矿边坡形变动态监测提供技术支撑。本发明所述方法可以使用星载SAR数据进行露天矿三维形变监测，利用多轨道SAR数据，多种干涉技术结合，可以大面积高精度的获得露天矿的形变速率，方便监测露天矿安全。

技术领域

本发明属于形变监测技术领域，具体涉及一种基于星载SAR的露天矿边坡形变动态监测方法。

背景技术

SAR(Synthetic Aperture Radar)即为合成孔径雷达，利用合成孔径原理，实现高分辨的微波成像，合成孔径雷达不受气候限制，能够实现全天候对地观测，并具有一定的地表穿透能力，因此在地质、自然灾害监测等领域具有广泛的应用前景，SAR按照搭载方式可分为星载SAR、机载SAR和地基SAR，常规的露天矿边坡监测使用地基SAR对边坡进行形变监测，往往无法得到边坡三维的形变信息，只能得到沿着雷达视线方向(LOS方向)的形变量，无法得到沿着边坡方向以及边坡在竖直、水平方向上的形变量，如何获得不同角度的露天矿边坡形变信息进而得到边坡三维运动信息，进而现对露天矿边坡进行高精度的形变监测是现阶段亟待解决的问题。

本发明提出使用多角度星载SAR实现边坡的三维形变监测弥补了地基SAR监测的不足。

发明内容

针对地基SAR无法获得露天矿边坡三维形变的缺点，本发明提供一种基于星载SAR的露天矿边坡形变动态监测方法，目的在于检测露天矿边坡实现三维动态，本发明通过多角度的高分辨率星载SAR数据，采用三维InSAR技术和多孔径干涉(MAI)技术，实现边坡三维形变的监测。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于星载SAR的露天矿边坡形变动态监测方法，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(方位向运动速率)；

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。

进一步地，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。

进一步地，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；