本文選題：永久散射體雷達(dá)干涉　切入點(diǎn)：像素偏移估計(jì)　出處：《西南交通大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：火山災(zāi)害是最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一,通常伴隨著一系列的地表形變,這些形變?cè)谝欢ǔ潭壬夏軌蚍从郴鹕竭\(yùn)動(dòng)的特征以及火山內(nèi)部壓力源的擾動(dòng)情況。因此,探測(cè)此類形變可為監(jiān)測(cè)火山運(yùn)動(dòng)提供依據(jù),對(duì)預(yù)防或減少火山運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的危害和損失具有重要意義。目前,在眾多地表形變探測(cè)技術(shù)中,因基于SAR影像分析的微波遙感技術(shù)具有高精度和大范圍測(cè)量等優(yōu)勢(shì),已被廣泛地應(yīng)用于火山形變的探測(cè)。但隨著研究的深入發(fā)現(xiàn),該技術(shù)在火山形變探測(cè)過(guò)程中,因火山地區(qū)裸地多、形變梯度大,受影像配準(zhǔn)精度和形變探測(cè)模型等因素的影響,導(dǎo)致失相干嚴(yán)重、形變探測(cè)精度低,進(jìn)而無(wú)法為火山參數(shù)反演提供可靠的形變信息。為了給火山參數(shù)的正確反演提供可靠的地表形變信息,本論文以謝拉·內(nèi)格拉火山為實(shí)驗(yàn)區(qū),在已有的像素偏移估計(jì)方法和PSI技術(shù)的基礎(chǔ)上,從提高形變探測(cè)精度和空間覆蓋度兩方面著手,提出了組合模型和干涉對(duì)組合的優(yōu)化方法,在火山地區(qū)獲取了高精度和空間覆蓋度的地表形變信息。論文具體工作如下：(1)本論文以精確配準(zhǔn)后的影像可獲得更可靠的形變偏移量為出發(fā)點(diǎn),以配準(zhǔn)精度與空間基線具有相關(guān)性為依據(jù),引入最小二乘法參與配準(zhǔn)以提高時(shí)序SAR影像的配準(zhǔn)精度,為像素偏移估計(jì)技術(shù)提供了高精度的配準(zhǔn)數(shù)據(jù)源；(2)基于火山形變演變特征,提出以組合模型作為形變解算的約束條件,并將其應(yīng)用在時(shí)序像素偏移估計(jì)。通過(guò)GPS數(shù)據(jù)的交叉驗(yàn)證表明,提出的組合模型切實(shí)有效,并且很好地反映了地表水平向形變的演變趨勢(shì),其在方位向和距離向的精度可達(dá)0.070 m和0.160 m,相較于傳統(tǒng)時(shí)序模型的探測(cè)精度有大幅提升。(3)在PSI技術(shù)探測(cè)火山形變過(guò)程中,SAR影像的干涉組合方式十分重要,直接影響到干涉質(zhì)量與測(cè)量精度。為了獲取火山口地區(qū)的有效形變信息,論文在常規(guī)干涉組合方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行干涉組合優(yōu)化,獲取了該火山口的地表形變場(chǎng)。同期GPS數(shù)據(jù)驗(yàn)證結(jié)果表明,最終精度提升至厘米級(jí)。(4)采用上述實(shí)驗(yàn)區(qū)中不同方向的地表形變信息為約束條,引入Mogi模型反演得到火山壓力源參數(shù),并針對(duì)不同方向的形變以及組合模型討論了反演火山巖漿房深度與巖漿等效體積變化的影響。其中,以組合模型獲取的水平形變進(jìn)行反演顯示,在火山噴發(fā)前等效體積變化速率為1.59×107 m3/year,在火山噴發(fā)期間最大等效體積變化約為1.02×108 m3。并且,該模型受噪聲影響較小,以其形變結(jié)果反演得到的巖漿體積變化趨勢(shì)與傳統(tǒng)時(shí)序模型相比,波動(dòng)比較平緩。最終反演結(jié)果表明,聯(lián)合兩種方法與組合模型,可為火山活動(dòng)參數(shù)的反演提供更有效、全面的地表約束條件,其反演結(jié)果更具有可靠性。通過(guò)理論與實(shí)驗(yàn)研究表明,本文提出的組合模型與干涉組合優(yōu)化方法提高了火山地表形變的探測(cè)精度和空間覆蓋度,為火山參數(shù)的正確反演提供可靠的地表形變信息。
[Abstract]:The volcano disaster is one of the most serious natural disasters, usually accompanied by a series of surface deformation, deformation of these disturbances can reflect the characteristics of volcano movement and volcano internal pressure source to a certain extent. Therefore, detection of such deformation can provide the basis for monitoring the volcano movement, has important significance to prevent or reduce the volcano movement harm and loss. At present, in many surface deformation detection technology, the microwave remote sensing technique based on SAR image analysis with high accuracy and large measurement range and other advantages, has been widely applied to the detection of shape change. But the volcano with in-depth study found that the technology in the process of detecting deformation due to volcano, volcano area the bare land, the deformation gradient, affected by the image registration precision and deformation detecting model and other factors, resulting in serious loss of coherence, deformation detection precision is low, and no method for parameters of volcano The inversion provides reliable information. The deformation of surface deformation provide reliable information in order to correct the inversion parameters to the volcano, the volcano Sheila Negra into the experimentation area, based on the pixel offset estimation method and PSI technology, in order to improve the detection accuracy and spatial coverage of deformation in two aspects, put forward the combination model and interference optimization method in combination, in the volcano area to obtain surface deformation information of high accuracy and spatial coverage. The specific work is as follows: (1) the accurate registration of the image after deformation can be offset more reliable as the starting point, with the registration accuracy and spatial baseline correlation based on the least square method in registration in order to improve the timing of SAR image registration accuracy for pixel offset estimation technology provides high precision registration data source; (2) based on the characteristics of the evolution of the volcano deformation. With the combined model as constraint deformation calculation, and its application in the estimation of timing. The pixel offset by cross validation of GPS data show that the combination model proposed is effective, and can well reflect the evolution trend of surface horizontal deformation, the range accuracy can reach to 0.070 and the distance to m and 0.160 m, compared to the detection accuracy of the traditional time series models have increased dramatically. (3) in the process of detecting volcano deformation with PSI, a combination of SAR interference image is very important, directly affects the quality of interference and precision. In order to obtain deformation information of crater area, the interference of combinatorial optimization based on conventional interference the combination, the surface deformation field of the volcano. The same period GPS data show that the final accuracy to centimeter level. (4) the surface of different parties in the experimentation area to the above Information as constraints, obtained volcano pressure source parameters into Mogi model inversion, and discuss the effect of inversion depth and volcano magma chamber volume changes in magma equivalent deformation in different direction and the combination model. Among them, the horizontal deformation is obtained by model inversion shows that the eruption of the volcano before the equivalent volume change rate is 1.59 * 107 m3/year, the eruption of the volcano during the maximum equivalent volume change is about 1.02 * 108 and m3., the model is less affected by noise, its deformation results obtained by inversion of the magma volume change trend compared with the traditional time series model, volatility is relatively slow. The inversion results show that combined with the combination of two kinds of methods for model inversion volcano activity parameters provide more effective, comprehensive ground constraints, the inversion result is more reliable. The theoretical and experimental results show that the combination of the The combined optimization method of model and interference improves the accuracy and coverage of volcanic surface deformation, providing reliable surface deformation information for correct inversion of volcanic parameters.

【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P317.6

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本文編號(hào)：1581514