一种基于同源SAR数据的时序结果拼接方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种基于同源SAR数据的时序InSAR结果拼接方法，通过InSAR技术获得各子块的形变监测数据；利用影像拼接方法获得完整的研究区形变信息；最后获得完整的地面形变场。本发明专利技术创新性的提出利用末端数据作为参考进行数据拼接时系统误差的识别与矫正，避免长条带数据拼接时系统误差的传递，改进传统的重叠区域同位置点获取方法，使基准偏差的计算更加的精确，适用于大范围研究区连续、完整、精确形变信息的获取。确形变信息的获取。确形变信息的获取。

【技术实现步骤摘要】
一种基于同源SAR数据的时序结果拼接方法


[0001]本专利技术涉及时序InSAR形变监测领域，尤其适用于同源SAR数据的时序InSAR结果拼接领域。

技术介绍

[0002]地面沉降是指由于自然和人为因素引发地壳表层松散土层压缩并导致地面标高降低的地质现象，在我国城市化迅速发展的时期，已在多个城市监测到地面沉降现象，地面沉降特别是不均匀沉降已成为影响城市规划和经济发展的地质灾害问题。
[0003]地面沉降常规监测手段以水准测量、分层标和GPS测量为主，这种方式不仅工作量大，耗费资金多，测量周期长，而且容易受到人为因素的影响，导致监测精度降低。差分干涉测量(Differential InSAR，D
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InSAR)技术因具有较高的空间分辨率、监测范围广以及全天时、全天候的特点，被广泛应用于城市地表沉降监测研究中。以永久散射体干涉测量技术(Persistent Scatterer InSAR，PS
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InSAR)和小基线集技术(Small Baseline Subsets，SBAS
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InSAR)为代表的高级时序差分干涉测量技术，可克服传统D
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InSAR技术时空失相干、大气效应等影响，有效的提高了地表形变监测精度。
[0004]时序InSAR技术以雷达影像作为数据源进行地面沉降监测，但单景SAR数据覆盖范围有限，并且随着距离向和方位向的扩大，影像处理时干扰形变信号解算精度的因素也会增加。为获得连续、准确的形变场，本专利技术先将数据分为具有重叠区域的子块，对子块进行时序InSAR处理后，再利用影像拼接技术获取完整的地表形变场。目前SAR数据拼接方法多针对简单的两景或三景数据，研究的重点也多放在不同轨道数据的拼接上，忽略了同轨道长条带数据拼接问题，并不适用于南北跨度较大的研究区完整形变场的获取。在重叠区域上同位置点数据的获取多为简单的插值后转为矢量，该方法虽然增加了同位置点数量，但过多的数据增加了计算的冗余，而且在相干性较低的区域，仅通过周围的PS点数值拟合生成的沉降速率并不准确，容易造成拼接误差。
[0005]因此针对上述问题本专利技术提供的实施例改进了常规数据拼接方法，预先选择末端数据作为参考数据保证其结果的准确性的同时，用于数据拼接时系统误差的识别与矫正，避免系统误差的传递。同位置点数据获取仅将PS点较多的一景数据进行插值，利用另一景PS点的经纬度坐标提取同位置点。本专利技术特别适用于南北跨度较大的研究区连续、完整、精确的地面沉降信息获取。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供了一种基于同源SAR数据的时序InSAR结果拼接方法,方法包括：
[0007]将覆盖研究区域范围内的SAR数据利用分块法分为具有重叠区域的子块数据；
[0008]利用PS
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InSAR技术处理各子块数据，获得各子块的InSAR结果并从中获取形变信息；
[0009]选取同轨道末端子块SAR数据，采用SBAS
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InSAR技术进行处理获得另一组形变信息，交叉验证末端子块的形变信息精度，并将其作为参考数据；
[0010]基于相同轨道长条带各子块间重叠区域的InSAR结果，依据其中同位置点信息，确定同轨道各子块间沉降速率的基准偏差，将基准偏差平均补偿到各相邻子块数据中，拼接相邻子块的InSAR结果，以参考数据为基准，修正系统偏差，完成相同轨道长条带的InSAR结果拼接；
[0011]将相邻轨道的InSAR结果统一到地理坐标系，并将相邻轨道InSAR检测结果中的年沉降速率转为垂向的年沉降速率，消除入射角误差，基于相邻轨道同位置点信息，以同位置点年沉降速率为依据，确定相邻轨道各子块间沉降速率的基准偏差，将基准偏差平均补偿到相邻轨道各子块中，完成研究区域范围内的InSAR检测结果拼接；
[0012]利用水准点数据验证拼接结果，获得完整的地面形变场。
[0013]相较于现有技术,本专利技术实施例提供了一种基于同源SAR数据的时序InSAR结果拼接方法，包括南北跨度较大的同轨道数据拼接、东西跨度较大的邻轨数据拼接。创新性的提出利用末端数据作为参考进行数据拼接时系统误差的识别与矫正，避免长条带数据拼接时系统误差的传递，改进传统的重叠区域同位置点获取方法，使基准偏差的计算更加的精确，适用于大范围研究区连续、完整、精确形变信息的获取。
附图说明
[0014]为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书披露的多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0015]图1是基于同源SAR数据的时序InSAR结果拼接方法的技术流程图；
[0016]图2是基于同源SAR数据的时序InSAR结果拼接后的效果示意图；
[0017]图3是基于同源SAR数据的时序InSAR结果拼接前后效果对比图；
[0018]图4是基于同源SAR数据的时序InSAR结果拼接方法的示意图；
[0019]图5是相同轨道InSAR结果拼接方法的示意图；
[0020]图6是相邻轨道InSAR结果拼接方法的示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图,对本说明书实施例提供的方案进行描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0022]本专利技术的实施例公开了一种基于同源SAR数据的时序InSAR结果拼接方法，方法的技术流程图如图1所示，具体流程如下：
[0023]首先，确定研究区域范围，下载覆盖研究区的SAR数据并利用分块法将SAR数据分为具有重叠区域的子块，具体实施例如下：
[0024]1)确定研究区范围，下载SAR数据，
[0025]本专利技术选择以京杭大运河左右沿岸10km区域为例，介绍具体实施方式。京杭大运河全长1700多千米，贯穿了我国2市4省，沟通了五大水系。选择2017年5月至2020年12月覆盖研究区的Sentinel
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1A影像作为数据源，共需要两个轨道352景的SAR数据，按同一时间每8景覆盖一次京杭大运河，其中轨道142需要5景影像，轨道69需要3景。每月选择一景，并且两个轨道的数据获取时间尽量一致，保证后续的处理、拼接过程。
[0026]2)分块法处理Sentinel
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1数据
[0027]本专利技术综合考虑数据处理效率、轨道误差、大气附加相位等影响，先利用分块法将SAR数据分为具有重叠区域的各个子块后再进行时序InSAR处理。
[0028]然后，利用PS
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InSAR技术处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于同源SAR数据的时序InSAR结果拼接方法，包括：将覆盖研究区域范围内的SAR数据利用分块法分为具有重叠区域的子块数据；利用PS
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InSAR技术处理各子块数据，获得各子块的InSAR结果并从中获取形变信息；选取同轨道末端子块SAR数据，采用SBAS
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InSAR技术进行处理获得另一组形变信息，交叉验证末端子块的形变信息精度，并将其作为参考数据；基于相同轨道长条带各子块间重叠区域的InSAR结果，依据其中同位置点信息，确定同轨道各子块间沉降速率的基准偏差，将基准偏差平均补偿到各相邻子块数据中，拼接相邻子块的InSAR结果，以参考数据为基准，修正系统偏差，完成相同轨道长条带的InSAR结果拼接；将相邻轨道的InSAR结果统一到地理坐标系，并将相邻轨道InSAR检测结果中的年沉降速率转为垂向的年沉降速率，消除入射角误差，基于相邻轨道同位置点信息，以同位置点年沉降速率为依据，确定相邻轨道各子块间沉降速率的基准偏差，将基准偏差平均补偿到相邻轨道各子块中，完成研究区域范围内的InSAR检测结果拼接；利用水准点数据验证拼接结果，获得完整的地面形变场。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基准偏差的数学表达式为：其中，Δv
off
表示子块间的基准偏差，N为重叠区域同位置点个数，v
ref,i
和v
s,i
为高相干点目标i在不同子块间的线性形变速率，v
s,i
为基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈富龙，刘菲，周伟，朱猛，林珲，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：