多基线距DInSAR技术反演地表缓慢形变研究

• 作 者: 吴涛
• 机 构: 中国科学院遥感应用研究所
• 出 处: 中国科学院遥感应用研究所
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 多基线距 地面沉降 最小二乘 永久散射体 形变场反演

本论文在国家自然科学基金项目“多平台PSInSAR的关键技术研究”(40501044)的支持下，开展了多基线距DlnSAR技术反演地表缓慢形变的研究。本文首先归纳和总结目前DlnSAR发展最新的方法，包括最小二乘(LS)方法，永久散射体(PS)方法，小基线集(SBAS)方法和相干目标(cD方法等。这些方法都是基于长时间范围内相干性稳定而且高的离散点进行形变反演研究，通过大量干涉图像对的组合，尽量避免常规DInSAR处理中的几何去相干和时间去相干的影响。在上述方法中，我们重点研究了CT方法，并以此方法为基础开展城市区域和大范围区域的形变场反演。本文对该方法中的关键步骤做了深入研究和改进。　　
本文研究侧重于算法，主要研究内容概括如下：　　
(1)城区小范围形变速率、高程误差和大气相位的反演。研究SAR图像的干涉组合选择，差分干涉相位的生成，相位图的滤波等；通过设置适当的相干系数阈值，选择高相干点，建立Delaunay三角网；在改进的相位模型的基础上，进行最优化求解网络边上的参数增量；利用最小二乘法进行城区小范围增量集成，并定标得到平均形变速率估计和高程误差估计；利用Kriging插值，从离散点获得连续的速率场分布；对离散点残余相位进行基于“环”处理的相位解缠和定标；通过SVD方法解干涉组合方程组，进而获得非线性形变和大气相位估计。　　
(2)大范围地表形变的反演的关键技术。在相干图上，高相干点总是密集在城区，在郊区或相干图上除了城区之外的更大范围的区域，相干点总是很稀疏。通过建立更加复杂的网络，将有效的相干点之间建立起关系，并使这种连接关系不受到噪声点的影响，这显然能够扩大形变反演的范围。本文结合Delaunay三角网和复杂网络，从城区向外围郊区逐步扩展，反演大范围地表形变。　　
(3)ERS和ASAR数据联合反演长时间地表形变。ASAR是ERS的后续SAR传感器，将两种数据结合起来是持续对地观测的需要。但是由于两种传感器载频之间的微小差异，导致ERS和ASAR无法直接进行交叉干涉。这给形变反演工作带来了困难能。但是从高相干点出发，结合ERS和ASAR两个时间段上的形变结果是可能的。本文从CT方法出发，进行了联合反演的研究。　　
本文在上述算法的基础上，在苏州和沧州两地进行了形变反演的实验，实验结果获得水准、地下水位以及深水井分布的证明。苏州和沧州的实验结果也可作为地方部门进行地面控沉工作的参考。