【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种监测精度评估方法，尤其适用于一种广域形变区域insar监测精度评估方法，属于广域形变区域insar监测精度评估领域。
技术介绍
1、insar变形监测属于影像大地测量领域，是指利用覆盖同一地理区域的多时相sar影像提取地球表面的移动变形信息，该技术已经被广泛应用于采煤沉陷监测、水坝变形监测、地震灾害监测、滑坡灾害监测等领域。
2、与水准测量、全站仪测量以及全球卫星导航系统(global navigation satellitesystems，gnss)测量等传统地表变形监测的方法仅能观测到离散点的形变信息不同，利用insar技术可以非接触感知的方式获取地球表面的面状形变信息。此外，合成孔径雷达采用侧视方式成像，具有穿透云雨雾霾，全天时、全天候获取地面信息的能力。从sar影像中获取地球表面形变信息的方法经过了长期的发展，早期以d-insar为主，其仅利用2幅sar影像就能提取地面形变信息。但是，常规的d-insar技术会受时空去相关、大气效应影响等不利因素影响。随着更多sar卫星的发射和历史数据的积累，为解决常规的d-insar技术的不足，国内外学者先后提出了一系列的时序insar方法，通过对长时间序列的覆盖同一区域的sar影像进行处理，提取后向散射特性较强的高相干点目标的形变信息。比较有代表性的时序insar方法有永久散射体干涉测量(persistent scatterer insar，ps-insar)、小基线集干涉测量(small baseline subset insar，sbas-insar
3、尽管从sar影像中提取地表形变的insar技术已得到大量学者的研究，并且应用于很多领域，但是基于insar技术获取的地表形变结果的精度是多少，一直是困扰从事insar技术研究和应用的科研及工程技术人员的难题。现有研究，通常把利用水准测量技术或gnss技术监测的部分观测点的形变值作为参考值，在此基础上，估算insar监测结果的精度。但是，存在两方面的问题：一是此类方法精度估计时忽略了水准测量技术或gnss技术监测的地表形变值也存在误差的问题；二是当地面广域范围内均发生地表形变，水准测量技术或gnss技术监测地表形变的使用的控制点位于地表形变区域时，采用水准测量技术或gnss技术监测的地表形变结果本身受广域形变的影响而存在不可靠问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足之处，提供一种理论严谨、精度高、估计效果好的广域形变区域insar监测精度评估方法。
2、为实现上述目的，本专利技术的一种广域形变区域insar监测精度评估方法，包括如下步骤：a在广域形变区域中设计一条水准路线sz，水准路线sz中设计包含n个水准点，每个水准点之间的间距相等，按照水准路线sz设计的水准点位置制作n个水准观测点si(i＝1,2,...,n)；
3、b测量并记录各水准观测点si(i＝1,2,...,n)的平面位置坐标(xi,yi)，i＝1,2,...,n，其中xi是第i个水准点si在平面直角坐标系中的纵坐标，yi是第i个水准点si在平面直角坐标系中的横坐标；
4、c获取覆盖广域形变区域的m幅sar影像it(t＝1,2,...,m)，并将m幅sar影像进行配准、几何校正和地理编码处理，其中sar影像数量m≥2；
5、d采用insar技术从m幅sar影像it(t＝1,2,...,m)中提取记录了地表形变值的影像cit(t＝1,2,...,m-1)，其中cit表示从sar影像it和sar影像it+1中提取的广域形变区域a的形变影像；
6、e采用设计测量精度为δs的水准测量方法对各水准观测点si(i＝1,2,...,n)进行同步水准测量获取水准测量数据，测量时间与获取sar影像it(t＝1,2,...,p)的时间保持同步；共进行同步水准测量m次，基于水准控制点高程和水准测量数据获取各水准观测点高程h(t,i)(t＝1,2,...,m；i＝1,2,...,n)，计算两次水准测量间隔期的水准观测点高程形变值cst,i(t＝1,2,...,m-1；i＝1,2,...,n)，其中h(t,i)表示第i个水准点si在获取第t幅影像it的同一天水准测量获取的高程值，cst,i＝h(t+1,i)-h(t,i)表示第i个水准点si在获取sar影像it和sar影像it+1的时间间隔内地表形变参考值，其中，水准测量需要的水准控制点及数量满足水准测量规范；
7、利用公式计算测量精度δs，
8、其中δ站表示每测站高差观测的中误差理论值，基于水准测量规范，综合考虑采用的水准测量仪器精度、测量标尺、以及具体的观测要求设计确定δ站，q表示两相邻水准点之间的测站数；
9、f基于测量的各水准观测点si的平面位置坐标(xi,yi)，在利用insar技术得到的形变影像cit(t＝1,2,...,m-1)中提取与水准观测点对应水准点位置影像像元的变形值cit,i(t＝1,2,...,m-1；i＝1,2,...,n)，其中cit,i表示第i个水准点si在获取sar影像it和sar影像it+1的时间间隔内地表形变监测值；
10、g利用公式计算各水准点si(i＝1,2,...,n)采用水准测量方法获取的累积形变参考值csli(i＝1,2,...,n)；
11、利用公式计算各水准观测点si(i＝1,2,...,n)采用insar监测技术获取的累积形变监测值cili(i＝1,2,...,n)，其中∑为数学中常用的求和符号；
12、h利用公式cslni,i+1＝csli-csli+1(i＝1,3,...,n-1)计算采用水准测量方法获取的相邻水准点间的形变差分参考值；利用公式cilni,i+1＝cili-cili+1(i＝1,3,...,n-1)计算采用insar监测技术获取的相邻水准观测点间的形变差分监测值；利用相邻水准观测点间的形变差分参考值和形变差分监测值即可计算出广域形变区域insar累积形变监测精度的评估值δl以及广域形变区域insar累积形变一次监测精度的评估值δ1。
13、进一步，所述步骤a中广域形变区域的特点如下，地表发生较大范围的变形，采用水准测量方法进行变形监测时，所布设的水准控制点位于广域变形区域，水准控制点受地表发生较大范围的变形影响而存在变形，进而导致基于水准控制点推算得到的水准点变形值不准确。
14、进一步，所述步骤a中水准路线sz上布设的水准点数量n为偶数，在地形平坦地区相邻两个水准点之间的距离基本相等，在其它地区相邻两个观测点之间水准测量的测站数相同。
15、进一步，所述步骤d中insar技术指从sar影像中提取地表形变的方法，包括方法为：sbas-insar本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种广域形变区域InSAR监测精度评估方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种广域形变区域InSAR监测精度评估方法，其特征在于：所述步骤a中广域形变区域的特点如下，地表发生较大范围的变形，采用水准测量方法进行变形监测时，所布设的水准控制点位于广域变形区域，水准控制点受地表发生较大范围的变形影响而存在变形，进而导致基于水准控制点推算得到的水准点变形值不准确。
3.根据权利要求1所述的一种广域形变区域InSAR监测精度评估方法，其特征在于：所述步骤a中水准路线SZ上布设的水准点数量n为偶数，在地形平坦地区相邻两个水准点之间的距离基本相等，在其它地区相邻两个观测点之间水准测量的测站数相同。
4.根据权利要求1所述的一种广域形变区域InSAR监测精度评估方法，其特征在于：所述步骤d中InSAR技术指从SAR影像中提取地表形变的方法，包括方法为：SBAS-InSAR、PS-InSAR、DS-InSAR、D-InSAR、Pixel-Tracking中的任意一种方法。
5.根据权利要求1所述的一种广域形变区域InSAR监
6.根据权利要求1所述的一种广域形变区域InSAR监测精度评估方法，其特征在于：所述步骤h中计算广域形变区域InSAR累积形变监测精度的评估值δL和广域形变区域InSAR形变一次监测精度的评估值δ1的公式如下：
7.根据权利要求6所述的一种广域形变区域InSAR监测精度评估方法，其特征在于：当需要进一步减弱水准测量误差对精度估计的影响以满足更高精度要求时，则使用下式计算广域形变区域InSAR累积形变监测精度的评估值δL和广域形变区域InSAR形变一次监测精度的评估值δ1：
...【技术特征摘要】
1.一种广域形变区域insar监测精度评估方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种广域形变区域insar监测精度评估方法，其特征在于：所述步骤a中广域形变区域的特点如下，地表发生较大范围的变形，采用水准测量方法进行变形监测时，所布设的水准控制点位于广域变形区域，水准控制点受地表发生较大范围的变形影响而存在变形，进而导致基于水准控制点推算得到的水准点变形值不准确。
3.根据权利要求1所述的一种广域形变区域insar监测精度评估方法，其特征在于：所述步骤a中水准路线sz上布设的水准点数量n为偶数，在地形平坦地区相邻两个水准点之间的距离基本相等，在其它地区相邻两个观测点之间水准测量的测站数相同。
4.根据权利要求1所述的一种广域形变区域insar监测精度评估方法，其特征在于：所述步骤d中insar技术指从sar影像中提...
【专利技术属性】
技术研发人员：赫英超，庄会富，袁淑芳，杨璐，范洪冬，苗新涛，阮晓雨，
申请(专利权)人：中冀建勘集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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