一种基于时域离散InSAR干涉对的矿区地表时序形变监测方法

摘要

本发明公开了一种基于时域离散InSAR干涉对的矿区地表时序形变监测方法，获得未覆盖整个时序过程的时域离散的InSAR干涉对；获取时域离散InSAR干涉对中的高相干点；建立矿区动态沉降模型参数与时域离散InSAR干涉对的高相干点解缠相位的关系方程组，基于该方程组估计矿区高相干点的动态沉降模型参数；最后运用该参数即可估计出任意时刻矿区地表的时序形变，从而实现了基于时域离散InSAR干涉对的矿区地表时序形变监测。本发明实现了利用未覆盖时序过程的离散InSAR干涉对监测矿区地表的时序形变，构思巧妙，过程简单，监测结果准确有效，大大拓宽了InSAR技术的应用前景、降低了矿区时序形变监测成本和技术限制。

主权项

一种基于时域离散InSAR干涉对的矿区地表时序形变监测方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1：获取未覆盖整个SAR影像时序过程的时域离散InSAR干涉对；将覆盖待监测矿区的所有SAR影像按照时间先后，利用差分合成孔径雷达干涉测量D‑InSAR进行两两差分干涉，获得相干图组和解缠图组，从相干图组中找出无法干涉的InSAR干涉对，并剔除与之对应的相干图和解缠相位图，从而获得未覆盖时序过程的时域离散的InSAR干涉对及对应相干图组和解缠图组；所述相干图，是评价两幅SAR影像相似程度的依据，在干涉处理中生成；所述无法干涉，是指相干图的相干性小于设定的相干性阈值；步骤2：获取时域离散InSAR干涉对中的高相干点；依据设定的相干性阈值从未覆盖时序过程的时域离散的InSAR干涉对对应的相干图组中提取出每个时域离散InSAR干涉对中的高相干点；所述高相干点是指所有时域离散的相干图在该点的相干性均大于设定的相干性阈值的对应点；步骤3：利用低通滤波削弱高相干点处的大气延迟和噪声，且忽略水平移动对雷达视线向形变的贡献，高相干点(i,j)的解缠相位δφ为：$\delta \phi (i,j)=\frac{4\pi }{\lambda cos\theta (i,j)}[W(t_B,i,j)-W(t_A,i,j)]+\frac{4\pi }{\lambda }\frac{B_{\perp }\Delta h(i,j)}{r\sin \theta (i,j)}$其中，λ为雷达波长，θ(i,j)为高相干点的雷达入射角，r为雷达卫星距目标的距离，B_⊥为两幅SAR影像的垂直基线长度，t_B，t_A分别为两幅SAR影像的获取时间，上述参数均从对应的SAR影像的头文件中直接获取；W为高相干点的地表下沉值，从时域离散InSAR干涉对的解缠相位图中获取，Δh为在高相干点的高程残差，为待求系数；步骤4：选取矿区动态沉降模型为W(Δt)＝f(Δt,P)；式中，Δt为相对于矿区初始沉降时刻t₀的间隔时间；f为动态沉降模型映射函数；P为模型待估参数，个数为numP；步骤5：建立动态沉降模型待估参数P与解缠相位的关系方程；$\delta \phi \left(i,j\right)=\frac{4\pi }{\lambda \cos \theta \left(i,j\right)}\left[f\left({\mathrm{\Delta t}}_B,P,i,j\right)-f\left({\mathrm{\Delta t}}_A,P,i,j\right)\right]+\frac{4\pi }{\lambda }\frac{B_{\perp }\Delta h\left(i,j\right)}{r\sin \theta \left(i,j\right)}$其中，Δt_B＝t_B‑t₀和Δt_A＝t_A‑t₀为校正后的SAR影像时间；步骤6：利用大于或等于numP+1个时域离散InSAR干涉对的解缠相位及对应雷达波长λ、入射角θ、雷达卫星距目标的距离r和各干涉对的垂直基线长度B_⊥分别代入步骤5所述的公式中，将得到的多个方程联立方程组，计算出动态沉降模型的待估参数P和高相干点的高程残差Δh，所述时域离散InSAR干涉对的解缠相位从步骤1获得的解缠相位图中获得；将动态沉降模型的待估参数P代入步骤4选取的矿区动态沉降模型，计算出任意时刻的地表时序沉降，实现基于时域离散InSAR干涉对的矿区时序形变监测。