基于角反射器和PS-InSAR技术的河流边坡滑坡风险监测方法技术

本发明专利技术公开一种基于角反射器和PS

【技术实现步骤摘要】
基于角反射器和PS
‑
InSAR技术的河流边坡滑坡风险监测方法


[0001]本专利技术涉及SAR卫星影像处理与分析
，尤其涉及一种基于角反射器和PS
‑
InSAR技术的河流边坡滑坡风险监测方法。

技术介绍

[0002]滑坡灾害在滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉陷等六类地质灾害中发育最为广泛，据统计滑坡数量占比可达69.34％，其存在发生频率高、散布密度大、影响域广的特点且危害严重。
[0003]InSAR(合成孔径雷达干涉)测量属于主动式微波遥感技术，其能够实现了对地表的广域几何测量，且具有全天时、全天候观测等特点。自1993年应用DInSAR技术获取Landers地震的形变信息以来，InSAR技术逐渐在地表变形监测中得到应用。针对严重制约DInSAR技术推广应用的时间与空间失相关问题，相关学者提出了时间序列InSAR技术，将InSAR技术的应用推动到一个新阶段，为滑坡等地质灾害的研究提供了一种新手段。

技术实现思路

[0004]针对现有技术没有利用InSAR技术实现地质灾害监测的方法，本专利技术旨在提供了一种基于角反射器和PS
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InSAR技术的河流边坡滑坡风险监测方法，既保证角反射器布设上数量最优，也保证了监测的精度。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术第一方面提供了一种基于角反射器和PS
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InSAR的河流边坡滑坡风险监测方法，包括：
[0006]获取待监测目标区域的至少一副SAR图像并选取主影像；
[0007]基于PS
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InSAR技术对主影像进行处理获得初步形变监测结果，所述初步形变监测结果包括形变值和形变速率；
[0008]对初步形变监测结果进行分析，确定紧邻待监测目标区域的稳定点作为第一角反射器布设位置；
[0009]对待监测目标区域进行网格划分，在划分的网格中进行实景分析，确定第二角反射器布设位置；
[0010]将第一角反射器作为解缠起算点获取形变相位，经过校正获取最终形变监测结果；
[0011]根据最终形变监测结果划分出重点滑坡风险区域。
[0012]对主影像进行PS
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InSAR处理主要包括：主图像的选择、永久散射体(PS点)的识别、PS差分相位建模与参数估计以及PS网络非线性信号的分解等。
[0013]进一步，所述获取待监测目标区域的至少一副SAR图像并选取主影像，包括：
[0014]获取待监测目标区域在不同时间点的多景SAR影像；
[0015]对每幅SAR影像进行聚焦生成SLC格式影像；
[0016]对SLC格式影像进行强度图生成、地理编码以及目标区域裁剪，获得裁剪影像；
[0017]从裁剪影像中选出平均强度值最大的影像为最终的主影像。
[0018]进一步，所述从裁剪影像中选出平均强度值最大的影像为最终的主影像之前还包括：
[0019]以时间基线和空间基线为判断依据从裁剪影像中初选出备选主影像；
[0020]计算备选主影像中目标区域的平均强度，其中强度I满足：I＝A2，A为图像振幅。
[0021]进一步，所述第一角反射器按照如下方式进行布设：
[0022]根据初步形变监测结果中的形变值以及预设的第一形变速率阈值提取出稳定的区域；
[0023]选择相对平缓的区域且位于待监测目标区域相对较近的区域作为第一角反射器布设点。
[0024]进一步，所述将第一角反射器作为解缠起算点获取形变相位，经过校正获取最终形变监测结果，包括：
[0025]将第一角反射器作为解缠起算点，基于振幅离差法从待监测目标区域内选出的PS点组成三角网，利用常规PS
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InSAR获取第一形变相位；
[0026]将第一角反射器作为解缠起算点，基于振幅离差和相干系数法从待监测目标区域内选出的PS点组成三角网，利用常规PS
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InSAR获取第二形变相位；
[0027]利用第二形变相位对第一形变相位进行校正；
[0028]对校正后的第一形变相位进行相位转形变，经过地理编码后获取最终形变监测结果。
[0029]进一步，所述第一形变相位具体按照如下方法获得：
[0030]获取待监测目标区域的多幅SAR影像；
[0031]对每幅SAR影像计算振幅离差值；
[0032]确定适合待监测目标区域的振幅离差阈值，选出符合条件的PS点和解缠起算点组成路径积分网；
[0033]最后利用常规PS
‑
InSAR获取第一形变相位。
[0034]进一步，所述第二形变相位具体按照如下方法获得：
[0035]获取待监测目标区域的多幅SAR影像；
[0036]对每幅SAR影像计算振幅离差值；
[0037]根据振幅离差阈值筛选出第一高质量PS点集合；
[0038]分别对主影像和从影像一一进行精确配准获取相关系数；
[0039]设定相干系数阈值，从第一高质量PS点集合中选取目标点相关系数序列保持在相干系数阈值以上的PS点组成第二高质量PS点集合；
[0040]将第二高质量PS点集合组成供解缠使用的PS点网络；
[0041]最后利用常规PS
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InSAR获取第二形变相位。
[0042]进一步，所述利用第二形变相位对第一形变相位进行校正包括：
[0043]提取第一形变相位和第二形变相位监测中能够匹配的形变点；
[0044]计算每组匹配的形变点之间的形变速率差值；
[0045]利用双线性插值法对形变速率差值构建误差改正数网络；
[0046]根据误差改正数网络，对基于振幅离差法得到的PS点逐一进行形变值的修正。
[0047]进一步，所述对校正后的第一形变相位进行相位转形变，经过地理编码后获取最终形变监测结果，具体包括：
[0048]利用脉冲回波时延获得的参数以及成像处理过程中得到的多普勒参数，通过斜距多普勒定位方程，得到惯性坐标系下的坐标值；
[0049]根据地理坐标转换方法得到相应的地理经度和地理纬度。
[0050]进一步，所述根据最终形变监测结果划分出重点滑坡风险区域，包括：
[0051]获取年均形变速率在第二形变速率阈值以上的PS点，记为第一异常形变PS点集合；
[0052]依次计算第一异常形变PS点集合中PS点在短周期内的形变速率，提取短周期形变速率持续增加的点，将这部分点划分到第二异常形变PS点集合中；
[0053]将第二异常形变PS点集合中的点叠加到光学卫星影像上，绘制相应的风险区矢量；
[0054]根据风险区矢量识别重点滑坡风险区域。
[0055]第二方面本专利技术还提供了一种基于角反射器和PS
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InSAR的河流边坡滑坡风险监测系统，包括：
[0056]主影像获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于角反射器和PS
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InSAR技术的河流边坡滑坡风险监测方法，其特征在于，包括：获取待监测目标区域的至少一副SAR图像并选取主影像；基于PS
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InSAR技术对主影像进行处理获得初步形变监测结果，所述初步形变监测结果包括形变值和形变速率；对初步形变监测结果进行分析，确定紧邻待监测目标区域的稳定点作为第一角反射器布设位置；对待监测目标区域进行网格划分，在划分的网格中进行实景分析，确定第二角反射器布设位置；将第一角反射器作为解缠起算点获取形变相位，经过校正获取最终形变监测结果；根据最终形变监测结果划分出重点滑坡风险区域。2.根据权利要求1所述的河流边坡滑坡风险监测方法，其特征在于，所述获取待监测目标区域的至少一副SAR图像并选取主影像，包括：获取待监测目标区域在不同时间点的多景SAR影像；对每幅SAR影像进行聚焦生成SLC格式影像；对SLC格式影像进行强度图生成、地理编码以及目标区域裁剪，获得裁剪影像；从裁剪影像中选出平均强度值最大的影像为最终的主影像。3.根据权利要求2所述的河流边坡滑坡风险监测方法，其特征在于，所述从裁剪影像中选出平均强度值最大的影像为最终的主影像之前还包括：以时间基线和空间基线为判断依据从裁剪影像中初选出备选主影像；计算备选主影像中目标区域的平均强度，其中强度I满足：I＝A2，A为图像振幅。4.根据权利要求1所述的河流边坡滑坡风险监测方法，其特征在于，所述第一角反射器按照如下方式进行布设：根据初步形变监测结果中的形变值以及预设的第一形变速率阈值提取出稳定的区域；选择相对平缓的区域且位于待监测目标区域相对较近的区域作为第一角反射器布设点。5.根据权利要求1所述的河流边坡滑坡风险监测方法，其特征在于，所述将第一角反射器作为解缠起算点获取形变相位，经过校正获取最终形变监测结果，包括：将第一角反射器作为解缠起算点，基于振幅离差法从待监测目标区域内选出的PS点组成三角网，利用常规PS
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InSAR获取第一形变相位；将第一角反射器作为解缠起算点，基于振幅离差和相干系数法从待监测目标区域内选出的PS点组成三角网，利用常规PS
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InSAR获取第二形变相位；利用第二形变相位对第一形变相位进行校正；对校正后的第一形变相位进行相位转形变，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙世山，吴磊，尹治平，
申请(专利权)人：苏州深蓝空间遥感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：