D-InSAR技術(shù)在西安市地面沉降監(jiān)測中的應(yīng)用.pdf

1、重復(fù)軌道差分干涉測量(D-InSAR)技術(shù)，是合成孔徑雷達(dá)(SAR)衛(wèi)星應(yīng)用的一個拓展。雷達(dá)圖像的差分干涉圖可以用于監(jiān)測cm級或更微小的地球表面形變，以揭示許多地球物理現(xiàn)象，如地震形變、火山運動、大氣變化、冰川漂移、地面沉降以及山體滑坡等。 自從上世紀(jì)90年代以來，D-InSAR技術(shù)得到了大地測量界的廣泛關(guān)注和研究，并取得了一系列重要的研究成果。D-InSAR技術(shù)可以在大面積范圍內(nèi)(100km×100km)監(jiān)測地面的微小形變，具

2、有不需要人員進(jìn)入災(zāi)害地區(qū)測量的特點，相對于GPS&GLONASS全球定位系統(tǒng)和經(jīng)典的大地測量手段(高精度水準(zhǔn)測量)而言，有著巨大的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用潛力。另一方面，高精度水準(zhǔn)和GPS技術(shù)只能監(jiān)測有限的、離散的控制點，而D-InSAR一幅圖像就可以控制1萬平方公里的地表形變監(jiān)測，其空間分辨率可達(dá)到5m×20m，這也是其它大地測量方法所不能比擬的。本文對D-InSAR技術(shù)的關(guān)鍵步驟和算法進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析、算法研究和實例計算，研究內(nèi)容主要包

3、括以下幾點： 一，深入地剖析了差分干涉測量的基本原理和數(shù)據(jù)處理方法，研究了相關(guān)參數(shù)在差分干涉過程中的作用和影響量級，引入了地形相位模糊度參數(shù)和形變相位模糊度參數(shù)，以及相應(yīng)的解纏算子條件，建立了一個較完善的差分干涉測量數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上詳細(xì)推導(dǎo)了二軌法，三軌法和四軌法差分干涉測量的參數(shù)方程。 二，分析了相位解纏方法的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)LP范數(shù)框架對已有的相位解纏算法進(jìn)行了分類總結(jié)。用實測的干涉條紋圖，對開放源代碼的各種相

4、位解纏算法的性能進(jìn)行了試驗分析。結(jié)果表明，沒有一種解纏算法能夠解決相位解纏所碰到的所有問題，在實際應(yīng)用中應(yīng)視具體情況而定。 三，對西安市因過量抽取地下水導(dǎo)致的地表緩慢沉降做了深入的研究，利用已有的12幅SAR圖像做了大量差分干涉測量的試驗分析。結(jié)果顯示，雖然存在時間去相關(guān)的影響，相隔超過一天以上的干涉圖相關(guān)性下降很多，D-InSAR已經(jīng)能夠很好的應(yīng)用于城市地區(qū)cm級的地面沉降監(jiān)測。在本文研究的4個實例中，我們都提取到了地面沉降信