一种InSAR变形监测精度可靠估计方法

技术领域

本发明涉及一种变形监测精度估计方法，尤其适用于一种InSAR变形监测精度可靠估计方法，属于适用于变形监测领域。

背景技术

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。

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)、分布式散射体干涉测量(Distributed Scatterer InSAR，DS-InSAR)。此外，也有学者研究了利用Pixel-Tracking技术从SAR影像中提取大形变梯度下的地球表面移动形变场。

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真值，在此基础上，估算InSAR监测结果的精度。但是，此类方法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，导致得到的InSAR监测结果精度不可靠。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的问题，提供一种理论严谨、精度高、估计效果好的InSAR变形监测精度可靠估计方法。

为实现上述目的，本发明的一种InSAR变形监测精度可靠估计方法，包括如下步骤：

a选取待测小范围地表变形区域B，小范围地表变形区域B中包含平坦地区以及其它地区，在小范围地表变形区域B实地布置n个水准观测点d

b实地测量确定n个水准观测点d

c获取覆盖小范围地表变形区域B的p幅SAR影像，并对的p幅SAR影像进行配准、几何校正和地理编码获得SAR影像I

d采用InSAR技术从p幅SAR影像I

e采用水准测量方法对n个水准观测点d

f基于测量的各水准观测点d

g利用公式

利用公式

h利用水准测量方法得到的各水准观测点的累积形变值CdL

进一步，所述步骤a中小范围地表变形区域B指地表发生变形的范围相对较小，特点如下：布设水准观测点进行水准测量时，高程控制点易于布设在距离最近观测点小于2公里的无变形区域，即高程控制点不会受到地表变形影响，控制点高程值不会发生变化。

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，具体采用方法为：SBAS-InSAR、PS-InSAR、DS-InSAR、D-InSAR、Pixel-Tracking中的任意一种。

进一步，水准测量具体包括：

如果在平坦地区开展水准测量时设计确定了每千米水准测量的中误差理论值m

如果水准测量方法进行了往返测量，则利用公式

进一步，所述步骤h中计算InSAR累积形变监测精度的可靠估计值m

式中：

有益效果：本发明针对基于InSAR技术的地表形变监测结果的精度估计问题，在精度估计过程中，摒弃把水准测量结果当作没有误差的真值这一传统思路，缜密考虑基于水准测量结果也存在测量误差的既定事实，以水准测量的高程控制点易于布设在距离观测点不远的无变形区域的小范围地表形变区域为研究对象，通过在InSAR精度估计过程中去除水准测量误差的影响，可以获取高精度的InSAR变形监测精度可靠估计值；因此，本发明为利用InSAR技术的变形监测精度可靠估计提供了一种新途径。

附图说明

图1是本发明一种InSAR变形监测精度可靠估计方法的流程框图；

图2是本发明一种InSAR变形监测精度可靠估计方法实施例中的形变区域及水准点布设示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述；

如图1所示，本发明的一种InSAR变形监测精度可靠估计方法，包括如下步骤：

步骤a：在图2所示的小范围地表变形区域B实地制作如图2中蓝色点所示的n个水准观测点d

步骤b：实地测量确定n个水准观测点d

步骤c：获取覆盖小范围地表变形区域B经过配准、几何校正和地理编码的p幅SAR影像I

步骤d：采用InSAR技术从p幅SAR影像I

步骤e：在获取SAR影像I

步骤f：基于测量的各水准点d

步骤g：利用公式

步骤h：利用水准测量方法得到的各水准观测点d

式中：

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是。上述针对实施示例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。