[发明专利]一种无人机DEM与InSAR相位融合获得高精度地表沉陷盆地的方法

权利要求书

1.一种无人机DEM与InSAR相位融合获得高精度地表沉陷盆地的方法，其特征在于，按以下步骤进行：

S1、数据获取；

通过InSAR获取目标时间段内的N景SAR影像，并通过UAV航摄在目标时间段内先后获取两期DEM数据；

S2、数据转换；

将步骤S1获取的N景SAR影像进行干涉和解缠处理，获取N-1幅解缠相位，通过“叠加”和重缠绕处理，得到复数缠绕相位；

将步骤S1获取的两期DEM数据相减获得矿区沉陷大变形；再将矿区沉陷大变形根据雷达波长转换为绝对干涉相位，并转换为缠绕相位，得到含有大变形的缠绕相位；

S3、相位融合；

将步骤S2获取的含有大变形的缠绕相位与复数缠绕相位融合，修正SAR相位中的整周数，得到含有大变形的融合相位；

S4、数据解算；

通过解算处理，最终得到完整、准确的矿区沉陷盆地变形。

2.根据权利要求1所述的一种无人机DEM与InSAR相位融合获得高精度地表沉陷盆地的方法，其特征在于，步骤S2中对N景SAR影像处理时，SAR影像按照时间先后顺序排列，先对相邻两景影像进行两轨差分干涉处理，再进行相位解缠，对相干性小于0.2的区域进行掩膜，得到N-1幅解缠相位，此后，对解缠相位的掩膜区域内插出相位值，将N-1幅解缠相位图累加；

累加解缠相位中的稳定区域选择控制点，拟合相位趋势面并去除，即进行相位去斜处理，消除因基线不准确引起的斜坡效应；对去斜后的干涉相位按照相位余弦为实部、相位正弦为虚部，重新将解缠相位转换为复数缠绕相位。

3.根据权利要求1所述的一种无人机DEM与InSAR相位融合获得高精度地表沉陷盆地的方法，其特征在于，步骤S3相位融合的具体过程为：将步骤S2获得的包含大形变的缠绕相位从复数缠绕相位中扣除，仅保留小形变，得到残余小形变的解缠相位；在残余小形变的解缠相位中加回步骤S2经DEM数据转换之后的绝对干涉相位。

4.根据权利要求1所述的一种无人机DEM与InSAR相位融合获得高精度地表沉陷盆地的方法，其特征在于，步骤S3中修正SAR相位中的整周数的过程中；

1)复数缠绕相位，对多期累加并去斜后的差分相位，利用相位缠绕算子进行缠绕运算，得到缠绕相位；

2)大形变的缠绕相位，首先利用无人机获取的地表形变量W(x,y)以及卫星波长λ和视角线θ，根据D-InSAR基本原理中的地面某点下沉值与雷达卫星波长、入射角及该点相位之间的关系表达式，计算出包含大变形的绝对相位Φ，再利用缠绕算子对绝对相位进行缠绕运算得到包含大形变的缠绕相位；

根据D-InSAR基本原理，地面某点下沉值与雷达卫星波长、入射角及该点相位之间的关系可表示为：

式中，△W为地面点下沉值；φ为地面点相位；λ为卫星波长；θ为视线角。

地面点绝对相位φ处于(-π,π)之间，因此可以根据无人机获得沉陷量确定地面点(x,y)处相位整周数Zφ的计算公式：

式中，Int[·]表示取整运算，其它各符号含义与式(1)相同，W(x,y)为无人机获得的地面点(x,y)处的沉陷量；

3)绝对干涉相位也就是真实相位值，绝对干涉相位进行相位缠绕后主要包括主值在(-π，π]间的缠绕相位+整周期数2kπ。