采用InSAR生成全国范围的地表形变一张图的方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种采用InSAR生成全国范围的地表形变一张图的方法和设备。根据本发明专利技术的实施方式，通过将基于全国域的SAR数据的差分干涉图的计算步骤进行第一颗粒度划分，将基于全国域的差分干涉图集获取InSAR变形场图集的计算步骤进行第二颗粒度划分，并将经过颗粒度划分后的单个颗粒分发至并行架构进行差分干涉并行计算和InSAR变形场并行计算以获取全国域的InSAR变形场图集，进而对全国域的InSAR变形场图集进行基准校正以生成全国范围的地表形变一张图，能够在提高全国域海量InSAR数据计算效率，节约计算成本，基于全国范围的地表形变一张图完善全国域多灾种的动态监测和预警。警。警。

【技术实现步骤摘要】
采用InSAR生成全国范围的地表形变一张图的方法和设备


[0001]本专利技术涉及地质灾害监测
，更为具体而言，涉及一种采用合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar，InSAR)生成全国范围的地表形变一张图的方法和设备。

技术介绍

[0002]由于自然动力和人类工程经济活动影响，很多地区发生了严重的地面沉降，煤矿开采塌陷，尾矿库溃坝等灾害事件，同时一些国家的地震及滑坡等地质灾害活动也极为频繁，这些自然或者人类触发的地质灾害事件对国民经济发展和人民生命财产造成了极大威胁，对全国范围的应急管理工作提出较高的挑战。现有的广域InSAR技术主要针对区域或省域面积的形变测量，其无法解决针对全国国土面积的InSAR变形场的监测所涉及到的海量InSAR数据计算的问题，并且，目前国内外海量InSAR数据处理方法主要采用高性能计算环境，云计算平台，这些需要投入大量的人力、物力及财力，构建复杂且强大的软硬件计算环境，大部分研究者因条件限制无法实现。此外，现有技术中针对区域或省域的大范围InSAR形变场计算均为一次性计算的产品，无法实现自动化定期更新。
[0003]因此，针对全国范围的辽阔疆域及其复杂多样的地形，亟需一种生成全国范围的地表形变一张图的InSAR监测技术方案，完善多灾种动态监测技术与体系，提高重大地质灾害隐患的精准识别能力，避免或减轻地震、滑坡，城市地面沉降等地质灾害造成的损失。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术存在的问题或部分问题，本专利技术实施方式提供了一种采用InSAR生成全国范围的地表形变一张图的方法和设备，通过将基于全国域的SAR数据进行的干涉计算程序划分为多个相互独立的计算颗粒并分发至并行架构进行计算，进而生成全国范围的地表形变一张图，能够在提高全国域海量数据计算效率的同时节约计算成本，并基于全国范围的地表形变一张图完善全国域多灾种的动态监测和预警。
[0005]根据本专利技术的第一方面，本专利技术实施方式提供了一种采用InSAR生成全国范围的地表形变一张图的方法，其包括：获取全国域的SAR数据；将基于所述全国域的SAR数据的差分干涉图的计算步骤进行第一颗粒度划分；将经过第一颗粒度划分后的各单个颗粒分发至并行架构进行差分干涉并行计算以获取全国域的差分干涉图集；将基于所述全国域的差分干涉图集获取InSAR变形场图集的计算步骤进行第二颗粒度划分；将经过第二颗粒度划分后的各单个颗粒分发至并行架构进行InSAR变形场并行计算以获取全国域的InSAR变形场图集；对获取的全国域的InSAR变形场图集进行基准校正以生成全国范围的地表形变一张图。
[0006]在本专利技术上述实施方式中，通过将基于全国域的海量SAR数据获取全国域的差分干涉图的计算步骤以及基于全国域的差分干涉图获取全国域的InSAR变形场图集的计算步骤进行颗粒度划分，并将经过颗粒度划分的各单个颗粒发送至并行架构进行并行计算，使
得整个干涉计算程序被划分为多个相互独立的计算颗粒，以适用于多种并行计算架构的硬件环境，能够极大的提高针对全国域的海量数据进行干涉计算的效率，同时避免了采用高性能计算环境所需要的昂贵成本。并且，通过对获取到的全国域的InSAR变形场图集进行基准校正，生成全国范围的地表形变一张图，能够针对全国范围复杂多样且广阔的地形构建多灾种形变一张图，完善了全国域的多灾种动态监测和预警，可以面向滑坡、地面沉降，采矿塌陷，尾矿库溃坝，火山活动等多灾种风险隐患提供精准的识别能力，以避免或减轻地质灾害造成的损失。
[0007]在本专利技术的一些实施方式中，所述方法还包括：通过至少一个下载节点自动并行下载所述全国域的SAR数据；将所述全国域的SAR数据按照轨道号和图幅号存储在公共SAR数据存储空间。
[0008]在本专利技术上述实施方式中，通过多个下载节点自动化并行下载全国域的SAR数据，并将下载的全国域SAR数据按照轨道号和图幅号进行编目和存档管理，能够实现以轨道号和图幅号为颗粒度划分的数据并行下载和管理，便于针对不同应用场景动态设置不同的数据下载和更新频率。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，基于所述全国域的SAR数据的差分干涉图的计算步骤包括：基于所述全国域的SAR数据获取相同轨道号和图幅号下的SLC影像对；通过SLC影像对配准获取配准图像；对所述配准图像进行干涉处理以生成干涉图；对生成的干涉图去地形获取去地形干涉图；对去地形干涉图进行滤波处理以获取滤波干涉图；对滤波干涉图进行相位解缠以获取解缠干涉图；对解缠干涉图进行地理编码以获取地理编码后的解缠干涉图。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，将基于所述全国域的SAR数据的差分干涉图的计算步骤进行第一颗粒度划分包括：将基于所述公共SAR数据存储空间中每个轨道号和图幅号对应的SAR数据的差分干涉图的计算步骤作为单个颗粒。
[0011]在本专利技术上述实施方式中，通过将每个轨道号和图幅号对应的SAR数据的差分干涉图的计算步骤作为单个颗粒，可以使基于全国域的海量SAR数据的干涉计算程序划分为多个相互独立的计算颗粒，便于将划分得到的各单个颗粒发送至多种并行计算架构，实现低成本且高效的干涉处理。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，从所述公共SAR数据存储空间获取全国域的SAR数据。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述方法还包括：根据预设周期自动检测所述公共SAR数据存储空间是否存在新下载的SAR数据；当所述公共SAR数据存储空间存在新下载的SAR数据时，从所述公共SAR数据存储空间获取全国域的SAR数据。
[0014]在本专利技术上述实施方式中，通过将下载的SAR数据存储在公共SAR数据存储空间以供干涉处理使用，并在周期性检测到存在新下载的SAR数据时再进行干涉处理，能够节约干涉处理成本。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，将基于所述全国域的差分干涉图集获取InSAR变形场图集的计算步骤进行第二颗粒度划分包括：将所述全国域的差分干涉图集按照轨道号和图幅号进行颗粒度划分。
[0016]在本专利技术上述实施方式中，通过在全国域的差分干涉图集的基础上，按照轨道号
和图幅号进行颗粒度划分以进行全国域的InSAR变形场图集并行计算，能够使InSAR变形场图集的计算相互独立，并适用于多种并行计算架构，从而在提高形变场图集计算效率的同时节约成本。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，将经过第二颗粒度划分后的各单个颗粒分发至并行架构进行InSAR变形场并行计算以获取全国域的InSAR变形场图集包括：针对每个轨道号和图幅号对应的差分干涉图集，利用高通滤波消除解缠干涉图的低频异常信号，利用低通滤波消除时序形变中的高频异常信号；针对每个轨道号和图幅号对应的差分干涉图集进行最小二乘形变反演以获取全国域的InSAR变形场图集。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，采用逐景整体归零法对所述全国域的InSAR变形场图集进行基准校正。
[0019]在本专利技术上述实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)生成全国范围的地表形变一张图的方法，其特征在于，所述方法包括：获取全国域的合成孔径雷达SAR数据；将基于所述全国域的SAR数据的差分干涉图的计算步骤进行第一颗粒度划分；将经过第一颗粒度划分后的各单个颗粒分发至并行架构进行差分干涉并行计算以获取全国域的差分干涉图集；将基于所述全国域的差分干涉图集获取InSAR变形场图集的计算步骤进行第二颗粒度划分；将经过第二颗粒度划分后的各单个颗粒分发至并行架构进行InSAR变形场并行计算以获取全国域的InSAR变形场图集；对获取的全国域的InSAR变形场图集进行基准校正以生成全国范围的地表形变一张图。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过至少一个下载节点自动并行下载所述全国域的SAR数据；将所述全国域的SAR数据按照轨道号和图幅号存储在公共SAR数据存储空间。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述全国域的SAR数据的差分干涉图的计算步骤包括：基于所述全国域的SAR数据获取相同轨道号和图幅号下的SAR单视复数数据SLC影像对；通过SLC影像对配准获取配准图像；对所述配准图像进行干涉处理以生成干涉图；对生成的干涉图去地形获取去地形干涉图；对去地形干涉图进行滤波处理以获取滤波干涉图；对滤波干涉图进行相位解缠以获取解缠干涉图；对解缠干涉图进行地理编码以获取地理编码后的解缠干涉图。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将基于所述全国域的SAR数据的差分干涉图的计算步骤进行第一颗粒度划分包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永生，姜文亮，张景发，田云锋，
申请(专利权)人：应急管理部国家自然灾害防治研究院，
类型：发明
国别省市：