[发明专利]基于InSAR技术的区域滑坡早期动态识别监测有效区域确定方法

摘要

本发明公开了基于InSAR技术的区域滑坡早期动态识别监测有效区域确定方法，针对滑坡灾害孕灾环境的复杂地形特征及卫星侧视成像特征，在精确分析地形因子坡度、坡向及卫星成像入射角、方位角等姿态参数相互作用关系基础上，提出和建立了地形与卫星姿态参数据响应关系综合因子；并精确计算和模拟升降轨模式下地面每一监测点的地面局部入射角，并对地面局部入射角进行分类分析，分析其与InSAR技术干涉特性的相互影响及变化关系，并精确确定有效监测区域及无法有效监测的叠掩和阴影区域，从而实现不同复杂地形区、不同卫星侧视成像姿态参数下区域滑坡辨识监测有效监测范围的精确确定，实现时序InSAR技术区域滑坡早期动态辨识监测的精准分析。

主权项

1.基于InSAR技术的区域滑坡早期动态识别监测有效区域确定方法，其特征在于：该方法具体包括以下步骤，步骤1：建立地形与卫星姿态参数据响应关系综合因子即地面局部入射角即GLIA算法模型；对受地形坡度、坡向及卫星侧视成像轨道运行参数入射角、方位角综合影响的地面局部入射角给出确定性的定义，并建立几何关系模型；对几何关系模型中每一参数进行定义和解释；并给出不同成像模式下参数的取值，对几何关系模型中围绕地面局部入射角形成的封闭三角形的三条矢量边进行详细的投影换算和分解；最后，依据余玄定理，根据三条边的换算标量关系，得出地面局部入射角的几何关系模型计算公式；步骤2：地面局部入射角GLIA算法模型应用；地面局部入射角算法模型推导出的地面局部入射角计算公式是由地面坡度坡向δ及卫星入射角θ、视线向水平角ω决定的三角函数及反三角函数关系计算式；地面坡度及坡向δ从地形数据DEM里通过栅格计算分析提取；卫星入射角θ及视线向水平角ω从卫星数据头文件里分析提取；最后，依据步骤1推导出的GLIA计算公式并通过区域栅格数据的计算分析处理，得到研究区域每一地面监测点的地面局部入射角GLIA值，应用ALOS卫星PALSAR升降轨数据即升轨数据为ALOS‑1数据、降轨数据为ALOS‑2数据和SRTM的DEM数据，对滑坡易发高山峡谷区域进行地面局部入射角计算模拟，得出升降轨数据下地面局部入射角的详细分布图；为后续简化分析，将研究区内各点地面局部入射角进行分组分析，除叠掩即GLIA负值的区域，即由于地形影响该区域雷达接收的反射信号为不同点的反射叠加和阴影即GLIA大于90°的区域，即由于该区域地形陡峭不能被雷达信号照射到的区域区各分列一组外，其余以10°区间为一组进行划分，得出研究区升降轨数据地面局部入射角详细的分布和重分类图；步骤3：地面局部入射角GLIA与时序InSAR干涉特性的相关性分析；应用升降轨数据获取的地面局部入射角GLIA与应用19景升轨数据通过时序InSAR技术和应用2景降轨数据通过D‑InSAR技术获取的升降轨数据平均后向散射强度系数BSC及平均相干系数CC值进行相互作用影响关系变化分析，分析不同区间地面局部入射角对时序InSAR干涉特征的影响；步骤4：可靠干涉区域即有效监测区域确定；通过地面局部入射角GLIA与升降轨数据InSAR技术后向散射平均强度系数BSC及平均相干系数CC值的影响变化趋势分析，得出地面局部入射角GLIA与后向散射平均强度系数BSC及平均相干系数CC值的变化影响关系，详细分析不同区间的地面局部入射角所在区域的地面后向散射强度及相干性大小，并给出确定性定量结论；最后给出了当地面局部入射角处于0°‑90°区间时InSAR技术所得干涉测量结果都是可靠而有效地，而当地面局部入射角处于大于90°的阴影区和小于0°的叠掩区时InSAR技术所得干涉测量结果都是不可靠而无效的；从而确定水电库区坝址附近易发滑坡的高山峡谷区有效和无效监测区域；得出地面局部入射角GLIA越小其干涉性能越强，且InSAR技术在山区及高山峡谷区应用的地面局部入射角GLIA最佳区间是10°‑20°，且地面局部入射角GLIA在0°‑90°的区间所处的区域都是InSAR技术干涉结果的有效监测范围。