InSAR 数据处理、地形三维重建、形变信息提取、监测等实践

合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR）技术作为一种 新兴的主动式微波遥感技术，凭借其可以穿过大气层，全天时、全天候获取监测目标的形变信息等特 性，已在地表形变监测、DEM 生成、滑坡、火山活动、冰川运动、人工建筑物形变信息提取等多种领 域展开了成功应用。InSAR 作为一种新兴的空间大地测量技术，克服了传统大地测量技术需要人工野 外布点、空间分辨率低、成本高等缺点。InSAR 已成为测绘、遥感、地球物理、地质工程、环境工程、 土木工程、灾害监测评估、资源勘探以及地理信息工程等相关领域科学研究与工程实践的重要技术手 段之一。

内容：

一、InSAR 技术应用现状分析及其发展

星载与地基 InSAR 概述

SAR 系统，星载 SAR 卫星与地基 InSAR 系统发展

 InSAR 技术的应用现状分析

二 、InSAR 原理、技术方法

 InSAR 成像原理、 InSAR 成像特性、 InSAR 技术

1） InSAR 高程测量技术

2） DInSAR 形变监测技术

3） 时序 InSAR 技术

 InSAR 的基本误差源

1） 大气效应误差

2） 地形相位误差

3） 去相干

4） 轨道误差

互动环节与答疑

三、数据处理环境建立与软件熟悉

ENVI/SARscape 安装

(硬件环境要求：内存 8G 及以上、硬盘空间 500G 及以上、处理器 2GHz 及以上；操作系统要求： Windows 7/8/10/Server 操作系统)

掌握 ENVI 软件相关功能

掌握 SARscape 软件相关功能

四 、 SAR 影像数据获取、DEM 数据获取 InSAR 数据前处理技术

SAR 影像数据获取

Sentinel-1 卫星 SAR 影像数据下载

精密轨道星历参数下载

DEM 数据获取 n ENVI/SARscape 系统设置

SARscape 下数据导入，【例】：以 Envisat ASAR 数据导入为例

五 、InSAR 地形三维重建、 InSAR 生成 DEM 数据处理

1） 数据读取及预处理

2） 影像配准与重采样

3） 干涉图生成

4） 去除平地效应

5） 相位解缠

6） 地理编码

【例】：展示采用意大利高分辨率 COSMO SkyMed CSKS2 SLC 数据（2011 年）提取北京地区的 DEM

【例】：采用覆盖 Bam 地区的 Envisat ASAR 数据（2003 年），基于 InSAR 技术获取该地区地 震前的三维地形（DEM）

掌握采用 SARscape 生成 DEM

六、 DInSAR 形变信息提取、 DInSAR 提取形变数据处理

1） DEM 数据准备

2） 轨道数据准备

3） SAR 数据准备

4） 二轨法差分处理

5） 三轨法差分处理

6） 结果输出与分析

【例 1】：利用覆盖广西玉林地区的哨兵-1A SAR 数据（2019 年），采用二轨法差 DInSAR 获取该 地区地震前后的地表地形形变信息

【例 2】：利用 Bam 地区的 Envisat ASAR 数据 （2003、2004 年），采用三轨法差 DInSAR 获取 Bam 地震前后的地表形变信息

掌握采用 SARscape 提取地表形变信息

互动环节与答疑

七、 时序InSAR技术形变速率与形变时间序列信息获取

PSInSAR 数据处理方法、SBASInSAR 数据处理方法、时序 SAR 影像数据准备

精密轨道数据准备、DEM 数据准备、基于 Sentinel-1A 的 PSInSAR 数据处理

1） 系统参数设置

2） SAR 影像导入

3） 影像裁剪

4） 主影像选取与配准

5） 差分干涉处理

6） PS 点选取

7） 相关噪声相位估计与去除

8） 形变速率与形变时序获取

9） 结果展示与误差分析

【例】：利用覆盖北京地区的 Sentinel-1A SAR 影像（2018 年-2020 年），采用 PSInSAR 技 术获取北京地区的地表沉降速率与沉降时间序列 信息

 【例】：利用覆盖武汉地区的 Sentinel-1A SAR 影像（2019 年-2020 年），采用 SBASInSAR 技术获取武汉地区的地表沉降时空特征信息

 掌握采用 PSInSAR/SBASInSAR 提取形变时序信息

八、 基于 MTInSAR 与 GRACE 的北京地区地表沉降监测 分析

TSInSAR 上海地区地表沉降反演分析、SBASInSAR 天津地区地表沉降时空演变分析

PSInSAR 深圳填海区地铁沿线监测、GB-InSAR 滑坡稳定性监测与预警、

地基 InSAR 技术高铁桥梁安

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