[发明专利]基于D-InSAR技术与图像加权叠加的沉降监测方法

说明书

本发明公开了一种基于D‑InSAR技术与图像加权叠加的沉降监测方法，包括：从SAR影像数据库中选取多幅公共主影像，对处理后的SAR影像进行基线估算并生成连接图，对校正后的SAR影像进行处理并生成若干幅干涉图，对所有干涉图进行滤波处理并计算其相干性，对每幅滤波处理后的干涉图进行相位解缠，再对解缠后的干涉图剔除相干性差的干涉图，对剔除后的干涉图进行轨道精炼和重去平处理，对干涉图加权叠加，最后相位图进行相位转形变的处理并经过地理编码后生成形变图。本发明较好地结合D‑InSAR技术和加权叠加的优点，能提高监测地面沉降的精度，降低数据量的要求，从而能对区域进行长时间大范围的时间序列形变监测。

技术领域

本发明属于合成孔径雷达干涉测量领域，具体来说是一种时序D-InSAR技术的地面沉降监测方法。

背景技术

地面沉降是在自然变化和人类活动综合影响下，引起地壳表面标高缓慢变化的一种局部工程地质现象。随着全球城市化进展不断加快，城市扩张和人口快速增长，城市基础设施的大量修建和地下资源的过度开采，导致城市地面沉降日益严重。地面沉降可对建筑物和生产设施造成严重破坏，不利于城市建设和资源勘测开发，甚至可能在沿海地区造成海水倒灌，对人民生命财产安全和基础设施安全造成了重大安全隐患。传统的调查和侦查方法如全球定位系统(Global Positioning System，GPS)和水准测量等监测方法虽然精度较高，但是只能在小范围的点和线进行测量，难以对大范围区域进行监测，且对监测点的长期维护也比较困难。

传统的干涉图叠加方法(Interferogram Stacking)是将地面形变量视为一种线性变化，将相互独立的干涉图中所包含大气扰动的相位误差在时间上近似为随机量，将研究区域的地表形变信息视为线性变化，通过线性叠加，提高了叠加相位图中形变信息与大气干扰噪声之间的信噪比。该方法在仅有少量的SAR数据的支撑下也可实现较长时间的形变监测。但是在没有考虑干涉图质量权重的情况下，使相干性较低的干涉图参与叠加，势必会影响监测结果的精度。

发明内容

本发明为解决上述现有方法中存在的不足之处，提出一种基于D-InSAR技术与图像加权叠加的沉降监测方法，以期能利用较少的影像达到较高的监测精度，从而能进行大范围的时间序列形变监测。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种基于D-InSAR技术与图像加权叠加的沉降监测方法的特点包括如下步骤：

步骤1.通过公共主影像选择方法从SAR影像数据库中选取多幅公共主影像；

步骤1.1.对SAR影像数据库中的每幅SAR影像进行SAR数据预处理，得到校正后的SAR影像；

步骤1.2.利用式(1)计算第l幅影像的距离正则化的平均值d_l：

式(1)中，l表示SAR影像数据库中的SAR影像的序号；B_i,l表示在影像l的正则化距离计算过程中第i幅校正后的SAR影像与第l幅校正后的SAR影像之间的垂直空间基线，B_c表示垂直空间基线的临界值；T_i,l表示在第l幅校正后的SAR影像的正则化距离计算过程中第i幅校正后的SAR影像与第l幅校正后的SAR影像之间的时间基线，T_c表示时间基线的临界值；f_i,l表示在第l幅校正后的SAR影像的正则化距离计算过程中第i幅校正后的SAR影像与第l幅校正后的SAR影像之间的多普勒质心频率差，f_c表示多普勒质心频率差的临界值；N表示第l幅影像在干涉图生成过程中参与生成的干涉像对个数；

步骤1.3.从SAR影像数据库中选取前m幅最小的平均值所对应的SAR影像作为公共主影像；