[发明专利]融合不同平台和轨道SAR数据的三维时序形变监测方法

摘要

本发明提供了一种融合不同平台和轨道SAR数据的三维时序形变监测方法，包括以下步骤：第一步，选取干涉效果符合电力设施区域三维形变监测要求的不同平台的多时域高分辨率SAR影像；第二步，提取各个平台上电力设施区的公共永久散射体点，构建三维形变观测网，并求解出每个SAR影像上的观测弧段LOS向形变之差；第三步：根据形变模型、各个平台的成像时间以及各个平台的成像干涉组合，使用动态自适应滤波算法，融合不同成像时间的三维形变观测网，解算出动态三维时序形变。本发明融合不同平台和轨道的数据，克服InSAR形变监测只对LOS向形变敏感的问题。

主权项

1.一种融合不同平台和轨道SAR数据的三维时序形变监测方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，选取干涉效果符合电力设施区域三维形变监测要求的不同平台的多时域高分辨率SAR影像；第二步，提取各个平台上电力设施区的公共永久散射体点，构建三维形变观测网，并求解出每个SAR影像上的观测弧段LOS向形变之差；第三步：根据形变模型、各个平台的成像时间以及各个平台的成像干涉组合，使用动态自适应滤波算法，融合不同成像时间的三维形变观测网，解算出动态三维时序形变；其中，所述第一步包括以下步骤：a.根据各数据提供网站提供的电力设施区的存档数据，获取各个轨道及各个平台的入射角βinc和方向角βhead数据；b.由各个轨道和平台的相关参数，构建投影矢量的设计矩阵，设有N个平台(轨道)，其投影矢量的设计矩阵为：其中，βhead_N为第N个平台的方位角(N平台，单位：度)，βinc_N为第N个平台的入射角；c.计算各个平台的入射角βinc和方向角βhead数据组合的条件数，条件数小于25的组合下的高分辨率SAR影像组合判定为符合三维形变监测的要求；所述第二步包括以下步骤：d.提取出各个不同平台和轨道上的多时域差分干涉图；e.将不同平台和轨道的干涉图转换到同一参考系和坐标下，对数据进行裁剪，选取出共同的电力设施监测实验区，对不同平台和轨道的多时域SAR数据进行辐射校正，先计算出每幅SAR影像的影像强度均值其中，p(i,j)表示在像素(i,j)上的影像强度，m和n分别表示影像在距离向上和方位向上的像素个数，t为影像的时间序列，s为影像的平台和轨道顺序；接着计算时间序列及不同平台(轨道)上的振幅均值：接着计算每个影像单独对应的振幅校正因子：f.使用上述获得的振幅校正因子，对不同平台和轨道的多时域上的SAR影像进行校正，并在不同平台和轨道上校正后的多时域SAR影像上识别出电力设施分布区域稳定的公共永久散射点；g.使用Delaunay三角网的算法，设定阈值，使用永久散射体点构建起三维形变监测网络，去除永久散射体点上与空间距离的误差，设在时间t，平台s上，第i条Delaunay三角网上的弧边的相位差，可以表示为其中，Δv_e、Δv_n、Δv_u分别为某弧边在东西向，南北向和垂直向上的形变速率差，β_head和β_inc则为该平台所对应的方位角和入射角，λ为某平台的波长，Δh为该弧段上的高程差，为残余的相位差；B_⊥为该干涉对对应的垂直基线，Δh为对应的斜距，为入射角；h.在一个单独的平台和轨道上，求解出每个弧段即为所构建的三维形变监测网络中的每个边长在LOS向上对应的低频形变速率之差，并将每个SAR影像上的高频形变信号进行时空滤波及奇异值分解，得到每个SAR影像的非线性形变；进而利用步骤g中获得的三维形变监测网络，将求得的每个SAR影像上的每个弧段的的高频形变信号加入到每个SAR影像上的每个弧段的低频形变速率中。