基于SAR影像的震害信息提取PPT.pptVIP

基于SAR影像的震害信息提取 目 录 第一章 绪论 第二章 INSAR技术的处理流程 第三章 主要研究内容 第四章 震害信息提取方法分析 第一章 绪论 * SAR影像在震害应用中的必要性和可行性 地震特点 强地震造成大量的房屋被毁，而且常常引发山体滑坡、泥石流和堰塞湖等地质灾害，造成地面交通严重受阻、通讯中断。 建筑物破坏程度是衡量地震灾害的首要因素。建筑物的变化主要反映为高度上的变化，因此对高程变化进行分析的方法可以取得很好的效果。 SAR特点 遥感具有方便、快速、宏观、动态、不受地面条件限制等特点，能在地震应急和抢险救灾工作中发挥重要的作用。 星载合成孔径雷达干涉测量技术应用于地表形变监测可达CM级甚至MM级精度，对地震形变、山体滑坡等微小地表形变监测研究领域。 * 相对于光学影像SAR影像的特点 1. 全天候，不受云雾雪的影响，雨的影响有限 2. 全天时，主动遥感系统 3. 对地表有一定的穿透能力，与土壤含水量有关，依赖于波长 4. 对植被有一定的穿透能力，依赖于波长和入射角 5. 高分辨率，分辨率与距离无关 6. 独特的辐射和几何特性 7. 干涉测量能力 8. 多极化观测能力 * * 地理编码图 高程图 相位解缠图 去平地效应前 SLC Data2 SLC Data1 影像配准 基线估算 去平地效应 噪声滤除 相位解缠 高程计算 地理编码 干涉图生成 去平地效应 相干系数 数 据 流 程 INSAR技术的处理流程 1. 选择数据，根据处理的目的，选择合适的数据。主要依据是空间基线、时间基线 2. 图像配准，配准后控制点残差的方均根误差为0.1～0.2像元且有效控制点一般至少在20以上，基本均匀分布在图像中。图像控制点一般是自动布设（通过基线预测或者交互式确定一个初始偏差），通过小图像片自动相关精确确定到亚像元水平（通过过采样或者插值实现）。图像相关一般通过FFT实现。 3. 重采样。将副图像（Slave，或者Secondary）重采样到主图像（Master，或者Primary）的坐标系中。重采样时必须采用能够位相保全的重采样核 * INSAR技术的处理流程 4. 生成干涉图（Interferogram），主要是复共轭相乘，达到干涉位相差。 5. 去平（Flatten），应用垂直基线计算出平地位相，从干涉位相差中减去平地位相。 6. 位相滤波增强，干涉位相一般总是存在噪声，可以通过多视平均的办法进行滤波；另外SAR图像方位向和距离向的地距分辨率差距较大，干涉结果一般需要表达为二者基本相同，可以结合多视滤波一起完成。 * INSAR技术的处理流程 7. 位相解缠（Phase Unwrapping），前面所说的位相一般蕴涵在复数的实部虚部表达中，在计算中是通过取辐角得到，存在着2π周期的模糊问题，去除这种周期模糊就叫位相解缠。这是目前InSAR 处理中最困难的步骤，目前还没有一个理想的算法能够保证对各种情况都得出正确的结果。 8. 位相高程转换，解缠后的位相需要变换为高程，由于解缠相当于积分，存在一个不确定的常数，需要利用卫星姿态数据或者控制点标定高程。 9. 地理编码（Geocode），前面得到的高程是在SAR的斜距投影坐标系中，需要纠正到正射的地理坐标系中，同时在斜距DEM的支持下改正各种投影几何差。 * 地震应用对 SAR卫星的功能要求 由于 SAR卫星主要反映地表 图像信息，因而地震应用对 SAR卫星的功能要求主要有： 可生成较高分辨率的图像 图像分辨率具有多个选择 可形成数字地形图(DEM) 可监测地形形变 具有快速重访能力 ，灾害发生后1天内获得地震灾区图像信息 * 地震应用对 SAR卫星的性能要求 对 SAR卫星的技术性能指标要求 ，一般而言， 主要包括分辨率 、幅宽 、工作频率、极化方式 、卫星重访周期等，由于地震特殊应用 ，还将包括地面高程测量精度、地形形变测量精度等。从卫星使用角度 ，并从国内外的卫星研制能力和卫星数据处理水平的综合情况看 ，以下几个性能指标最具代表性 ，同时对卫星总体设计最为关键 ，即 ： 最高分辨率 1～2m 高程测量精度 5～25m(绝对 )，3m(相对) 地形形变测量精度约厘米级 最快重访能力24h内 5)地形形变监测重访周期最好 小于 1Od，用于短临预报 6)极化方式，单极化条件下倾 向于垂直线极化 (VV ) * 第三章 主要研究内容 建筑物震害信息提取 道路和桥梁震害信息提取 滑坡/泥石流震害信息提取 堰塞湖震害动态信息提取 * 需要掌握的知识 SAR影像的基本特征 INSAR技术的基本原理及其数据处理流程 地质灾害的基础知识 地震前后各类地物的影像特征