合成孔徑雷達差分干涉測量

1、合成孔徑雷達差分干涉測量原理黑龍江工程學院 測繪學院 攝影測量與遙感系2021/6/162引言合成孔徑雷達合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，簡稱SAR)，是一種工作在微波波段的主動式微波成像傳感器。它有效地解決了雷達設計中高分辨率要求與大天線、短波長之間的矛盾，使分辨率提高了數(shù)百倍。合成孔徑雷達干涉測量合成孔徑雷達干涉測量(Interferometric Synthetic Aperture Radar，簡稱InSAR)是SAR的新發(fā)展，是最新發(fā)展起來的一種空間對地觀測技術。它是把合成孔徑雷達產(chǎn)生的單視復數(shù)圖像中的相位提取出來，進行干涉處理而得到目標點三維信息的一

2、種新技術2021/6/163差分干涉測量的原理基本原理基本原理 合成孔徑雷達干涉測量原理在很多文獻中已有詳細介紹。現(xiàn)在將以星載重復軌道為例簡要介紹差分合成孔徑雷達干涉基本原理。2021/6/164差分干涉測量的原理 如圖所示，S、S2和S3分別為衛(wèi)星三次對同一地區(qū)成像的位置(即成像時雷達天線的位置)。則經(jīng)相位干涉處理，由S。和S2可生成一幅干涉圖，s，和S 可生成另一幅干涉圖，利用這兩幅干涉圖進行差分處理，即所謂的差分雷達干涉測量。2021/6/165差分干涉測量的原理兩軌法兩軌法 其基本思想是利用已知的外部DEM來消除地形相位。 在兩軌法中，外部DEM的精度、空間分辨率、插值方法及干涉基線對

3、形變量的精度都有顯著的影響。2021/6/166差分干涉測量的原理三軌法三軌法 是由1994年由Zebker等人提出的，由于該方法可以直接從SAR圖像中提取出地表形變信息，被認為是差分干涉模型最經(jīng)典的方法。2021/6/167差分干涉測量的原理三軌法三軌法 原理是采用三幅SAR圖像，以其中的一幅作為主圖像，另外兩幅作為從圖像，可與主圖像分別生成兩幅干涉圖。基于三種假設： 只有形變對干涉圖收到形變的影響； 形變對于干涉圖中形變不會影響有地面高程產(chǎn)生的相位發(fā)生跳躍；1.地形對干涉圖可以獲得精確的DEM。2021/6/168差分干涉測量的原理四軌法四軌法 基本思想是選擇四幅SAR圖像，用其中的兩幅來

4、生成DEM，另外兩幅作變形監(jiān)測。2021/6/169三種方法比較兩軌法優(yōu)點：不需要相位解纏，減少了數(shù)據(jù)處理 的工作 量；避免了相位解纏引入的誤差。缺點：已知DEM與InSAR干涉圖像的配準存 在很大 困難。 2021/6/1610三種方法比較三軌法優(yōu)點：無需知道外部DEM就可以得到地面位移引起 的相位差，特別是適用于缺少高精度DEM數(shù)據(jù)的地區(qū)。與四軌法相比的優(yōu)點是，由于幾何參數(shù)相同，故不需要考慮另外的匹配和重采樣。缺點：地形對需要相位解纏，其解纏精度的優(yōu)劣直接影響到后續(xù)的處理。2021/6/1611三種方法比較四軌法優(yōu)點：彌補了三軌法有時不能生成DEM或者圖像相關性差的不足。缺點：由于使用兩個

5、獨立的干涉對（需要四景數(shù)據(jù)），故數(shù)據(jù)選擇受到限制。2021/6/1612差分干涉測量的原理差分干涉方法差分干涉方法所需數(shù)據(jù)所需數(shù)據(jù)DEM解解 纏纏兩軌法兩景圖像和一個DEM外部不需要三軌法三景SAR圖像由一個InSAR像對形成需 要四軌法四景SAR圖像由一個InSAR像對形成需 要2021/6/1613差分干涉測量的應用 目前D-InSAR的應用主要集中在地震同震形變場的監(jiān)測、火山形變的監(jiān)測、冰川運動的監(jiān)測、地面沉降的監(jiān)測等領域。2021/6/1614差分干涉測量在地震監(jiān)測的應用2021/6/1615差分干涉測量地震監(jiān)測的應用2021/6/1616差分干涉測量地震監(jiān)測的應用地震可以引起電離層異常2021/6/1617差分干涉測量在地表沉降監(jiān)測的應用2021/