利用正射影像检查InSAR DEM

合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)是一种提取地表高程信息的新兴技术,已经成为获取数字高程模型DEM的重要手段之一。在地形复杂区域受相位噪声和解缠精度等因素的影响,所获取DEM的精度不能满足要求。本文提出了一种基于正射影像和共线方程的InSAR DEM检测方法,并进行了试验研究,证明该方法确实能够对InSAR DEM的质量进行有效检测。     

利用InSAR生成DEM技术现状及发展趋势

介绍了InSAR生成DEM的基本原理以及数据处理流程,概述了利用InSAR生成DEM技术研究现状,并对今后的发展趋势进行了分析。     

InSAR技术提取矿区DEM方法研究及应用

重点研究了应用InSAR提取矿区DEM的技术方法,探讨了数据选取和实际数据处理时针时矿区特点应注意的问题,时进一步提高DEM精度提出了建议.     

地基InSAR新技术及水利工程变形监测应用

为获取高精度、高空间分辨率的变形信息,解决变形监测信息的空间不连续问题.采用地基InSAR变形监测新技术,研究地基InSAR变形监测的关键技术,通过理论分析和对比实验证明其变形监测精度优于毫米.研究结果表明:地基InSAR变形监测不受天气及昼夜限制,且能获取大面积高精度时空连续变形信息.     

DEM辅助的InSAR零中频处理基线估计方法

为了提高无地面控制点信息和精密轨道数据时合成孔径雷达干涉测量(InSAR)基线估计的精确性和实用性,借鉴零中频矢量滤波的思想,提出了数字高程模型(DEM)辅助的InSAR零中频处理基线估计方法.该方法利用卫星轨道法估计基线参数初值,并根据该基线参数值,由低精度DEM模拟覆盖区的干涉图,将模拟干涉图与原始干涉图做差分处理得到差分干涉图.以零中频为判别依据,对差分干涉图进行快速傅里叶变换(FFT)基线估计,获取基线参数初值的改正量,并修正基线参数初值,通过迭代直至差分干涉图的二维中心频率接近于0.利用甘肃兰州地区和伊朗BAM地区ENVISAT ASAR数据进行了验证,实验结果表明:利用该方法能有效进行基线估计,可得到与精密轨道基线估计方法相近的结果,具有不依赖于精密轨道参数和地面控制点的优势.     

基于遥感影像的DEM地形信息增强表达研究——以梯田DEM构建为例

将遥感影像信息应用于梯田DEM构建是实现DEM地形信息增强表达的有效方式.通过RTK测量方法获取梯田实验样区实测点高程数据,构建了0.5 m分辨率Hc-DEM作为对“真实地表面”的模拟.根据1∶10000国家基本比例尺地形图精度标准,基于Hc-DEM提取等高距5 m等高线并插值生成5 m分辨率DEM,以该数据作为基础数据分别使用快速构建方法与基于田面边界的梯田DEM构建方法进行梯田DEM构建,实现梯田信息在DEM数据上的信息强化表达.对比分析上述4种DEM数据的高程频率特征,并以Hc-DEM数据作为参照求取高程中误差,结果表明从遥感影像上获取相关梯田信息进而辅助梯田DEM表达具有可行性,基于田面边界的梯田DEM构建方法对梯田地形强化效果相对较优,该研究将为构建其他有遥感信息加入的地形信息增强DEM提供一定参考.     

外部参考DEM对IPTA地面沉降监测结果的影响分析

随着DEM获取途径的多样化,地形相位分量初始化精度对地面沉降信息提取的影响程度和原因需要深入探讨.本文以广东珠三角洲广州与佛山交界区域为实验区,借助两种常用外部DEM(SRTM、ASTER GDEM),利用相干点目标法(IPTA)进行地面沉降提取试验,探索哪一种更适合作为InSAR外部参考的DEM.试验中分别从两种DEM与干涉图的配准精度、DEM自身精度、沉降结果的统计量以及解缠相位、PS点质量分析等方面进行误差分析.研究结果表明,在IPTA实验中,SRTM比ASTER GDEM具有更好的应用效果,更适合做外部参考DEM.     

基于InSAR与GPS技术的公路采空区变形监测

利用InSAR与GPS融合技术,开展研究高速公路采空区影响的变形监测与评价.针对D-InSAR条带变形信息的稀疏相位解缠问题,提出了一种在GPS中常用的LAMBDA相位解缠算法,建立了合适的解算模型,获取了采空区高速公路D-InSAR条带变形时间序列,掌握了采空区影响发展情况.在InSAR雷达卫星过境的同时,利用三等水准测量进行变形量测,对比验证表明,用InSAR与GPS融合技术进行高速公路变形监测是可行的.进行的基于InSAR与GPS技术的公路采空区变形监测科研成果可靠,具有广泛的应用前景.     

PS-InSAR技术及其在地表沉降中的应用

PS-InSAR技术是对传统的InSAR技术的扩展应用,利用一系列在时间序列上保持相位稳定的永久散射体,分析时间序列上相位变化提取研究区域的变形信息,并且能够克服失相关和大气延迟等问题,能够有效利用已有数据,获取高精度的、高空间分辨率的地表沉降信息,是进行地表沉降监测的一种新的方法。     

雷达卫星遥感的遥感应用新技术研究

雷达卫星技术发展基于雷达的基本原理和技术,由于雷达卫星有全天候对地观测的能力且数据可用性挖掘能力强,成为遥感技术发展的热点和重点。为了能够增强对地观测性能和成像性能,发展了SAR和InSAR雷达卫星,通过SAR卫星影像可以快速构建高精度的DEM,通过InSAR卫星影像可以对地表形变和地震后的山体滑坡进行侦测和分析。同时,SAR/InSAR卫星影像还可以应用于自然灾害监测、水资源分析、林业和农业估产保护等,有着巨大的应用推广潜力。     

Obtaining digital elevation data in different terrain and physiognomy regions with spaceborne InSAR and its application analysis

Synthetic Aperture Radar Interferometry (for short, InSAR) is a new kind of earth observation technology, which has obtained great development in recent ten years and has a great development potential and successful future. In this note, three typical regions with different physiognomies and terrains have been selected as study regions to extract their Digital Elevation Model (DEMs). Compared with the existing 1: 250000 DEM and by analyzing their results, we have obtained its accuracy and applicable scopes. The results show that in the region (plains, mountains or highlands) with dry surface and sparse vegetation, because of the better correlatability of images, the DEM obtained by InSAR is evidently better than the existing 1: 250000 DEM and the accuracy can reach 4–6 m; in the thick-vegetation-covering region, correlatability between images descends and the accuracy of InSAR DEM can only reach about 30 m worse than its existing 1: 250000 DEM; in the middle covering field, the accuracy of InSAR DEM with tandem images can reach about 10 m as well; yet in water space, such as lakes and rivers, InSAR DEM shows a big error since there is only quite faint signal reflected to the sensor. Then the conclusion has been got: in the west of China, where it has a lack-vegetation and dry ground, InSAR is completely feasible to be applied to such a complicated nature environment region.     

一种新的InSAR干涉纹图的滤波方法

在干涉处理时做了多视处理,干涉相位图中噪声依然比较严重。噪声影响着干涉SAR的图像质量,使得相位解缠无法进行或者使生成的DEM精度降低。为了获得高质量的干涉SAR图像,必须对噪声进行有效抑制,同时应该保持干涉SAR图像的分辨率。文中探讨了干涉合成孔径雷达(InSAR)中干涉相位图的噪声抑制方法,提出了基于非线性偏微分方程的干涉纹图的滤波方法。该方法的优点是在消除噪声的同时,有效地保留干涉条纹的边缘信息。文中采用了加拿大RadarSat1数据,实验处理结果验证了方法的有效性。     

基于SPOT遥感影像的下垫面信息获取研究

分析了利用SPOT卫星影像提取下垫面信息的现状,包括工程实践中通过SPOT立体像对恢复DEM的方法及其特点以及其他下垫面信息的提取方法及其特点;综述了智能化、高效率获取下垫面信息的研究进展.结果表明,随着科学技术的进步,空间分辨率低、大区域、高质量立体像对获取困难及云层覆盖等SPOT影像数据本身存在的缺陷将逐步被克服,但智能化、高效率地进行下垫面信息的提取,将是今后必须努力解决的理论与技术难题.     

基于ArcGIS的流域水文特征分析

水文模型始终是水文科学研究的重要手段与方法之一。数字高程模型(DEM)是构成GIS的基础数据,利用DEM可以提取流域的许多重要水文特征参数。通过对DEM流域水文特征信息提取的基本原理与实现手段的研究,应用地理信息系统软件ArcGIS 9.3所提供的水文分析工具箱实现了流域水文特征信息的提取。通过提取结果与原始区域影像图的对比,证实通过DEM数据提取的流域水文特征信息与实际河流水系特征基本吻合。因此,应用DEM提取流域水文特征信息的方法是可行且有效的。     

小波变换在DEM多尺度表达中的关键技术研究

实现空间数据多尺度表达的核心问题之一是建立合理的抽象模型,将小波分析融入到DEM数据处理中的方法是空间数据多尺度表达的关键技术.本文讨论了基于小波分析的DEM多尺度表达模型,用较简单的方法主次分明地描述了DEM的空间形态特征,得到精度较高、过渡平稳的多尺度DEM模型,并给出了试验结果.     

粒子系统支持下地形流模式表达研究

该文提出一种基于粒子系统的地形起伏动态可视化表达方法.首先利用D8算法并结合坡度等信息构建水流模型，基于DEM数据生成水流场数据；使用空间随机均匀和重要特征位置相结合的方法布设粒子，在粒子系统的支持下模拟高低起伏的地形水流场景，从而间接地实现DEM动态多尺度的可视化.以武汉市的DEM数据为例进行实验，结果表明该方法模拟得到的粒子流效果能真实反映其地形特征，该研究为DEM数据提供了新的表达方法.     

DEM对典型喀斯特山区地形及流域特征的尺度效应分析

通过对数字高程模型(DEM)数据进行最近邻方法重采样,获取不同空间尺度DEM数据.针对不同空间尺度DEM,研究地形因子和流域信息提取与DEM的尺度效应,并进行相关性分析.结果表明:1)随DEM空间尺度的增大,高程信息、坡度和地面粗糙度等地形因子的平均值呈下降趋势,河网总长度与河网密度值随DEM空间尺度的增大而减小,大尺度DEM无法较好地表达喀斯特山区细小河流信息;2)经相关性分析发现,坡度、地面粗糙度与DEM分辨率相关性较强,用幂函数拟合相关性为显著相关;3)借鉴信息熵理论方法分析可知,研究区地形和流域信息提取的DEM最佳分辨率范围区间为30~120 m.     

巴姆地震三维形变场获取

基于覆盖巴姆地震的先进合成孔径雷达(advanced synthetic aperture radar,ASAR)数据,使用差分干涉测量(differenti-al interferometric synthetic aperture radar,D-InSAR)方法获取卫星视线向(line of sight,LOS)向同震形变场,针对形变场中存在的失相干和地形误差等问题,分别使用非线性支持向量机方法(support vector regression,SVR)进行失相干恢复;并基于形变场经纬度与数字地形高程模型(digital elevation model,DEM)建立函数模型,去除残余的地形误差,从而获取完整的形变场.使用多种干涉雷达(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术联合的方法获取巴姆地震的三维形变场.结果表明:SVR方法可以较好地恢复失相干区域,而且巴姆地震发震构造是近南北向断层,主要以右旋走滑运动为主.