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永久散射体(PS)在非城区的分布密度通常难以满足PS-InSAR技术的地形监测需求,导致PS-InSAR监测误差较大,而非城区通常存在一定时段内的散射目标,即分时散射目标,为此,本文提出基于分时散射目标的改进PS-InSAR算法。首先采用通过边缘保持EMD算法对SAR影像干涉对进行降噪;然后以双层K-means聚类提取非城区的分时散射目标候选集,并通过可信概率提取可靠的分时散射目标;最后通过组内加权参数迭代和组间等权融合,计算监测区的地表形变。试验结果表明,提取的分时散射目标与同位置PS点具有相近的分布特性和变化趋势,较大地提高了非城区目标点的分布密度,提高了非城区地表形变监测的精度。 相似文献
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CRInSAR与PSInSAR联合监测矿区时序地表形变研究 总被引：1，自引：1，他引：0
正永久散射体差分干涉测量(PSInSAR)与人工角反射器差分干涉测量(CRInSAR)技术均为基于高相干目标点的时间序列形变监测手段,不受时间空间失相干严重影响,同时通过对相邻两目标点之间的相位作差,可极大地减弱模型中大气延迟相位的影响,因此本文旨在将这两种技术结合起来,应用于矿区沉降的监测中,以提高矿区地表形变监测的精度和可靠性。本文分别针对两种技术的理论、处理流程、算法及可靠性评价等方面进行了讨论与阐述,提出一套PSInSAR 相似文献
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基于相干点目标的多基线D-InSAR技术与地表形变监测 总被引：4，自引：0，他引：4
失相干（Decorrelation）与大气波动是影响重复轨差分干涉测量（D-InSAR）进行地表形变信息提取的主要因素。相干性降低使得干涉纹图在空间上表现为不连续,难以完成相位解缠。重复观测时大气波动引起的相位延迟在空间域上的不均一分布则降低了D-InSAR提取形变信息,特别是空间范围覆盖较大的形变场的精度。介绍了一种基于相干目标的多基线D-InSAR数据处理算法。该算法根据少量SAR数据构成多基线干涉纹图集,分别利用点目标检测算法和相干系数均值作为相干目标提取的测度;利用相位回归分析模型对干涉相位进行时间域迭代处理,从干涉相位中提取线性形变速率和DEM误差改正,通过迭代处理补偿高程误差,解算线性地表形变速率。该算法提高了D-InSAR形变监测的时间采样率,能准确获取每个观测时刻的形变累积量。以沧州地区2004—2005年的SAR数据为例,获取了该地区地表沉降线性速率及其演变状况。 相似文献
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地表形变监测的改进相干目标法 总被引：1，自引：1，他引：0
如何从雷达干涉时间序列影像中获取更全面的相干目标集合,进行变形时间序列分析是当前研究的难点和热点。本文提出了改进的相干目标法,可获取更为全面且可信度高的相干目标集合,进而提高地表形变监测的时空分辨率和精度。根据雷达影像中同类型地物散射分布相近的特点,采用非参数同分布检验算法提取后向散射特性相近的同质点开展空间非局部滤波,提高干涉图的质量。与此同时,利用多尺度的极大似然条纹频率估计算法分离差分干涉图中的系统性相位,并基于同质点进行自适应相干性估计,获取相干性的平稳估计量,从而获取更多的相干点目标。利用20景TerraSAR-X条带模式时间序列影像,分别利用传统的及改进后的相干目标法对香港填海区域地表形变信息进行时序分析。对试验数据的分析结果表明,本文提出的改进方法在具有稀疏植被的填海区可有效增加相干目标点的提取,得到更为可信的沉降结果。 相似文献
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针对永久散射体PSInSAR（Persistent Scatterer SAR Interferometry）算法流程的局限性,本文立足差分雷达干涉预处理和时序微变反演性能提升,提出了一种基于优化解空间的PSInSAR序贯处理算法。该算法能够实现新SAR影像无缝嵌入,避免时序PSInSAR整体数据处理流程溯源,实现微变参数的准实时更新。研究以南京明城墙文化遗产及其200 m缓冲区赋存环境为示范,基于2015-01—2018-02的32景降轨Cosmo-SkyMed条带影像,开展传统PSInSAR方法与优化解空间PSInSAR序贯方法形变反演与性能对比研究。结果表明,基于解空间优化的PSInSAR序贯方法简化了差分干涉流程,通过解空间搜索机制和结构改进,降低了算法时空复杂度,实现了未知参数求解约10倍效率提升。通过形变场精度交叉验证,发现两种方法形变估计结果吻合（总体误差在0—1 mm）,证实了PSInSAR序贯方法的有效性与可靠性,并揭示其在遥感大数据时代文化遗产高精度、准实时微变监测中的应用潜力。 相似文献
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高质量监测点空间密度是时序InSAR开展形变监测的重要指标，依靠分布式散射体DS(Distributed Scatters)开展InSAR形变监测可有效解决传统时序InSAR监测点空间密度不够的缺陷，但分布式散射体干涉相位极易受到去相干影响，造成干涉相位失真，因此分布式散射体相位优化是DS-InSAR技术的关键，针对这一情况，本文提出一种新的基于奇异值分解的DS相位优化方法，该方法利用同质像元时序相位重构相位矩阵，对矩阵进行主成分分析得到优化相位。采用模拟数据和33景覆盖郑州东部白沙镇Sentinel-1A数据对提出方法的可靠性与有效性进行验证和分析。采用时序平均相位标准偏差、平均相位梯度、平均残差点数目作为干涉图优化效果评价指标，提出方法优化后干涉图相较于原始干涉图分别下降了15.61%、25.81%、44.84%，与对比DS相位优化方法相比，提出方法对干涉图DS相位优化效果更好，特别是在一些低相干区域仍然可获得较好DS相位优化结果；提出方法在降低DS相位噪声同时可较好地保持地物细节信息。此外，相较于常规PS(Permanent Scatters)技术形变监测结果，本文方法高质量监测... 相似文献
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正合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术作为近年来发展起来的一种空间对地观测技术被广泛应用于不同类型的地表形变监测。为克服时间、空间基线失相干,DEM误差、大气延迟效应等因素对形变监测的影响,具有稳定后向散射特性的相干点目标作为研究对象的时序InSAR技术应运而生。然而,由于其应用研究起步较晚,在高精度地表形变监测中仍面临诸多技术难题,如常规SBAS方法时序形变监测时因多数据子集而导致的基准缺失、低相干条件下高相干点目标的有效识别、时序InSAR大范 相似文献
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Kousik Biswas Debashish Chakravarty Pabitra Mitra Arundhati Misra 《Journal of the Indian Society of Remote Sensing》2017,45(6):913-926
Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR), nowadays, is a precise technique for monitoring and detecting ground deformation at a millimetric level over large areas using multi-temporal SAR images. Persistent Scatterer Interferometric SAR (PSInSAR), an advanced version of InSAR, is an effective tool for measuring ground deformation using temporally stable reference points or persistent scatterers. We have applied both PSInSAR and Small Baseline Subset (SBAS) methods, based on the spatial correlation of interferometric phase, to estimate the ground deformation and time-series analysis. In this study, we select Las Vegas, Nevada, USA as our test area to detect the ground deformation along satellite line-of-sight (LOS) during November 1992–September 2000 using 44 C-band SAR images of the European Remote Sensing (ERS-1 and ERS-2) satellites. We observe the ground displacement rate of Las Vegas is in the range of ?19 to 8 mm/year in the same period. We also cross-compare PSInSAR and SBAS using mean LOS velocity and time-series. The comparison shows a correlation coefficient of 0.9467 in the case of mean LOS velocity. Along this study, we validate the ground deformation results from the satellite with the ground water depth of Las Vegas using time-series analysis, and the InSAR measurements show similar patterns with ground water data. 相似文献
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针对永久散射体差分干涉测量(PSIn SAR)算法流程,发展了基于周期函数模型的空间维解缠方法,并将其应用于矿区时间序列地表变形反演。通过在研究区域内安装人工角反射器(CR),将CR点上计算所得的周期模型参数分量作为整个网络的约束,通过空间约束平差以实现空间维解缠。选取了河南省境内白沙水库附近的煤矿密集区为主要研究区域,采用周期函数模型对矿区线性及非线性形变分量进行模拟,反演了2007年2月—2010年2月的时间序列形变场,并采用研究区域内的水准实测数据作为外部验证数据。实验结果表明:白沙水库周围区域存在着较为明显的沉降,在煤矿分布区域内累积最大沉降量超过了10 cm。沉降区域内以线性沉降趋势为主,非线性沉降较为缓慢,仅在水库的西南方向较为明显。应用已有的水准点实测形变值对实验结果进行验证分析,结果表明该方法精度可达约±2.1 mm,证实了本文采用的方法在矿区地表时序形变反演中的可行性和可靠性,对预防过度采矿导致的矿区塌陷具重要现实意义。 相似文献
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时间序列InSAR技术目前已广泛应用于地表形变监测,尤其是稳定点目标较多地区的城市地面沉降监测。然而,实际应用中受大气相关距离限制以及模型相干系数阈值影响,连接点目标的Delaunay三角网常常不能完整地连接所有点目标,出现若干个不连通的子网。这种现象导致无法获取部分点目标的形变信息,特别是在非城镇地区影响尤为明显。为了提取大区域地表形变信息,本文提出了一种多层级、不同步长的子网最近邻点目标快速连接方法。其显著特点是通过逐层联网的方式,可快速减少子网数目。与现有复杂网络连接方法相比,该方法在保证结果精度的前提下,数据处理耗时仅为前者的32.56%。 相似文献
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基于SAR干涉点目标分析技术的城市地表形变监测 总被引：1，自引：0，他引：1
通过深入研究干涉点目标的相位模型,提出基于空间搜索的邻近点目标干涉相位差解缠方法,用以计算点目标的地形残差和线性形变,以及分离点目标大气延迟相位和非线性形变相位的时空域滤波方法,解决干涉点目标分析中的关键问题.最后,以苏州地区地表沉降监测为应用试验,利用形成的SAR干涉点目标形变信息提取技术,获取苏州市区1992-2002年间的地表沉降信息.研究结果与已有文献记录保持比较好的一致性,证明SAR干涉点目标技术完全可以发展成为应用于城市地表形变监测的实用化技术.Abstract： Interferometric point target analysis (IPTA) is one of the latest developments in radar interferometric processing. It is achieved by analysis of the interferometric phases of some individual point targets, which are discrete and present temporarily stable backscattering characteristics, in long temporal series of interferometric SAR images. This paper analyzes the interferometric phase model of point targets, and then addresses two key issues within IPTA process. Firstly, a spatial searching method is proposed to unwrap the interferometric phase difference between two neighboring point targets. The height residual error and linear deformation rate of each point target can then be calculated, when a global reference point with known height correction and deformation history is chosen. Secondly, a spatial-temporal filtering scheme is proposed to further separate the atmosphere phase and nonlinear deformation phase from the residual interferometric phase. Finally, an experiment of the developed IPTA methodology is conducted over Suzhou urban area. Totally 38 ERS-1/2 SAR scenes are analyzed, and the deformation information over 3 546 point targets in the time span of 1992-2002 are generated. The IPTA-derivecl deformation shows very good agreement with the published result, which demonstrates that the IPTA technique can be developed into an operational tool to map the ground subsidence over urban area. 相似文献
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基于PSInSAR方法和ASAR数据监测天津地面沉降的试验研究 总被引：5，自引：0，他引：5
概述了PSInSAR方法的技术流程，阐述了定标ENVISAT ASAR数据对PS候选点（Persistent Scatterer Cadidate，PSC）筛选
的作用。研究表明：对ENVISAR ASAR 数据进行定标有助于筛选出更多的PS候选点；以定标得到的后向散射系数作为阈值，可以剔
除散射信号统计特性较稳定但散射强度低的像素点，从而避免可能由这些点引入的相位误差。在初步实现PSInSAR方法的基础上，
运用14景ENVISAT ASAR数据获得了天津地区的年均线性沉降速率，揭示的天津市地面沉降趋势与前人研究结果较为一致，获得的形
变速率值的准确性尚待数据量的增多而进一步提高。 相似文献
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Yonghong Zhang Jixian Zhang Hongan Wu Zhong Lu Sun Guangtong 《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2011
Ground subsidence, mainly caused by over exploitation of groundwater and other underground resources, such as oil, gas and coal, occurs in many cities in China. The annual direct loss associated with subsidence across the country is estimated to exceed 100 million US dollar. Interferometric SAR (InSAR) is a powerful tool to map ground deformation at an unprecedented level of spatial detail. It has been widely used to investigate the deformation resulting from earthquakes, volcanoes and subsidence. Repeat-pass InSAR, however, may fail due to impacts of spatial decorrelation, temporal decorrelation and heterogeneous refractivity of atmosphere. In urban areas, a large amount of natural stable radar reflectors exists, such as buildings and engineering structures, at which radar signals can remain coherent during a long time interval. Interferometric point target analysis (IPTA) technique, also known as persistent scatterers (PS) InSAR is based on these reflectors. It overcomes the shortfalls in conventional InSAR. This paper presents a procedure for urban subsidence monitoring with IPTA. Calculation of linear deformation rate and height residual, and the non-linear deformation estimate, respectively, are discussed in detail. Especially, the former is highlighted by a novel and easily implemented 2-dimensional spatial search algorithm. Practically useful solutions that can significantly improve the robustness of IPTA, are recommended. Finally, the proposed procedure is applied to mapping the ground subsidence in Suzhou city, Jiangsu province, China. Thirty-four ERS-1/2 SAR scenes are analyzed, and the deformation information over 38,881 point targets between 1992 and 2000 are generated. The IPTA-derived deformation estimates correspond well with leveling measurements, demonstrating the potential of the proposed subsidence monitoring procedure based on IPTA technique. Two shortcomings of the IPTA-based procedure, e.g., the requirement of large number of SAR images and assumed linear plus non-linear deformation model, are discussed as the topics of further research. 相似文献
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永久散射体技术（permanent scatterers interferometric synthetic aperture radar,PSInSAR）通过提取时间维高相干点,根据各类信息的时空统计特性实现PS（persistent scatterers）点相位分量的分离,获得高精度地表形变监测结果。大气效应作为影响干涉测量精度的最主要误差源,可以通过经典滤波器分别在时间维和空间维滤波处理予以消除。在StaMPS（stanford method for persistent scatterers）技术体系中,大气效应分离时还保有全部的沉降信息。当地表形变速率较大时,大气效应和沉降信息的频谱重合度较高,经典滤波器无法将二者有效分离。通过平滑样条滤波分离大气效应和形变信息,采用广义交叉验证方法获取形变信息的最优估计值,可抗拒解缠错误引起的相位跳变干扰。最后根据模拟数据和ASAR（advanced synthetic aperture radar）数据对比分析高斯滤波和平滑样条滤波分离大气效应的效果,验证平滑样条方法的有效性。 相似文献