时序差分雷达干涉多约束建模与地表形变信息提取方法摄影测量与遥感专业论文.docxVIP

西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本文深入分析了DIIlSAR(Differential 西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明 本文深入分析了DIIlSAR(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar)和时 序DInSAR干涉测量方法在地表形变监测中的优势及存在的不足，并对基于相位空间 相关性和稳定性分析的PSI(Persistent Scatterer Interferometry)技术和短基线子集干涉方 法的形变解算原理进行了详细的阐述。针对目前DInSAR方法在二维时序形变建模和 解算中存在的问题，本文提出了时序差分雷达干涉多约束建模与地表形变信息提取 (Multi-Constrained Time Series InterferomeUic Synthetic Aperture Radar．MCTS-InSAR)方 法，并深入探讨和分析了影响模型解算的几个关键因素。为验证模型与方法的精度和 可靠性，本文采用模拟实验和上海地区的升降轨SAR影像数据对MCTS．InSAR进行了 有效检验。总体来说，本学位论文的主要工作(贡献)如下： (1)联合多源SAR影像求解二维时序形变时，观测方程存在严重不适定问题，导 致解算结果稳定性差且解集不唯一。鉴于此，本文提出了时序差分雷达干涉多约束建 模与地表形变信息提取方法(MCTS．InSAR)，即以形变模型和基于岭估计的正则化为约 束条件，改善观测方程的不适定情况，从而提高形变时间序列建模和解算的精度。 (2)MCTS．InSAR模型解算精度在很大程度上依赖于可靠的解缠相位，而常规基于 二维空间的最小费用流(Minimum Cost Flow，MCF)相位解缠方法无法解决时间维度的 相位跳变。基于此，本文引入时空三维相位解缠方法保证相位解缠精度，为后续时序 形变求解提供准确有效的解缠相位数据。 (3)在使用升降轨SAR影像联合解算时，针对观测量精度不一致的现象，引入方 差分量估计进行定权解算，通过迭代运算实现最优化定权，最大程度保证时序形变解 算的精度和可靠性。 (4)以上海地区的真实地面数据为数据源，利用本文提出的MCTS．InSAR方法进 行形变建模和解算，并对实验结果进行检验。实验分析表明，本文提出的方法能有效 提取地表二维形变时间序列且具有较高的形变解算精度。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写 过的研究成果。对本论文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名： 日期：弦∥，跬．；。 万方数据 西南交通大学硕士研究生学位论文 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1页 摘要 地表形变是自然和人为因素作用下引发的一种地质灾害，会导致地面下沉、建筑 物损坏、地下管道破裂以及损害交通设施，对人类生存环境、生活生产带来安全隐患， 并制约着社会、经济的长期稳定发展。因此，采取高精度、有效的技术手段对地表形 变进行监测，了解和掌握地表形变的时空变化规律和分布特征，对社会的健康发展是 十分重要的。 近年来兴起的差分合成孔径雷达干涉技术(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar，DInSAR)和永久散射体差分干涉技术(Persistent Scatterer Interferometry． PSI)因其短重访周期、广覆盖范围、高测量精度等技术优势，广泛地应用于区域地表形 变监测。已有相关研究往往只利用了监测区域的单一SAR影像数据，这样仅能监测到 雷达视线向(Line OfSigh4 LOS)的一维形变信息，并在无水平位移假设的前提下，获得 实验区垂直向的位移信息。然而简单地忽略水平位移不仅会造成垂直向形变信息提取 的不准确，而且也会忽略其对建筑结构、管道设施造成的影响。为避免因单一观测信 息不足引起形变解算偏差，更细致地描述地表各个方向形变的运动趋势，对地表进行 多维形变探测是十分必要的。 鉴于此，国内外学者提出并发展了一系列多维时序形变解算方法，并广泛地应用 于火山、滑坡等领域。其中，代表性的MSBAS(Multidimensional SBAS)方法基于SBAS (Small Baseline Subsets)原理对不同卫星平台的多维形变进行整体建模，可同步解算目 标点垂直向和东西向的形变时间序列，对不同类型的地表形变观测具有较高的适用性。 但MSBAS解的优劣与参与解算的干涉对数目和未知参数个数具有较大的相关性，与 常规SBAS相比该方法未知量成