阿爾金斷裂帶寬幅InSAR對流層延遲估計方法評估
發(fā)布時間:2021-07-13 12:49
近年來,寬幅合成孔徑雷達干涉測量(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)技術(shù)已被廣泛用于地質(zhì)災害普查、地殼形變監(jiān)測等方面,但對流層相位延遲影響極大限制了大范圍、緩慢構(gòu)造形變監(jiān)測的精度。以覆蓋地形起伏強烈的阿爾金斷裂帶西段的兩類寬幅InSAR時間序列為例,分析了歐洲中期天氣預報中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)、InSAR通用型大氣改正在線服務(generic atmospheric correction online service for InSAR, GACOS)、地形相關(guān)線性模型這3類方法對大尺度對流層延遲的改正效果。結(jié)果表明,經(jīng)GACOS改正后的Envisat ASAR與Sentinel-1寬幅InSAR干涉圖序列的相位標準差均值削減量分別可達68.1%和54.5%,整體優(yōu)于ECMWF和地形相關(guān)線性改正方法,能夠為國內(nèi)外InSAR用戶開展寬幅InSAR大范圍地質(zhì)災害監(jiān)測等應用提供關(guān)鍵可靠的支持。
【文章來源】:武漢大學學報(信息科學版). 2020,45(06)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
阿爾金斷裂帶西段對應的SAR數(shù)據(jù)覆蓋情況
對流層大氣物理參數(shù)的時空變化會導致In‐SAR信號發(fā)生延遲,主要的估計與改正方法可分為兩類:(1)外部數(shù)據(jù)校正法:利用外部觀測數(shù)據(jù)生成對流層延遲相位來改正InSAR干涉圖相位,例如GNSS、ECMWF、GACOS、MERIS、MO‐DIS等。(2)經(jīng)驗方法:以干涉圖相位為基礎(chǔ)建立對流層延遲與地表高程的函數(shù)關(guān)系,例如線性關(guān)系、冪律關(guān)系、小波變換等高程-相位關(guān)系。本文采用以ECMWF、GACOS為代表的外部數(shù)據(jù)校正法和以線性關(guān)系為代表的經(jīng)驗方法評估寬幅InSAR對流層延遲相位改正的性能,流程圖見圖2。2.1 ECMWF改正方法
3)GACOS產(chǎn)品融合了高空間分辨率的EC‐MWF產(chǎn)品大氣物理參數(shù),利用迭代對流層分解模型從對流層總延遲中分離與地形相關(guān)的垂直分層延遲和湍流混合延遲分量,能夠捕捉中長波段以及與地形相關(guān)的中短波段的大氣延遲信號。線性模型改正方法采用簡單線性關(guān)系擬合與地形相關(guān)的對流層延遲,無法體現(xiàn)湍流大氣特征及影響。對于地形起伏較大的大范圍研究區(qū)域,當大氣垂直分層效應占據(jù)大尺度對流層延遲的主導地位時,該方法可以表現(xiàn)出較好的改正效果。圖4 3種對流層延遲改正方法對Sentinel‐1寬幅InSAR干涉圖的改正效果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]衛(wèi)星雷達遙感在滑坡災害探測和監(jiān)測中的應用:挑戰(zhàn)與對策[J]. 李振洪,宋闖,余琛,肖儒雅,陳立福,羅慧,戴可人,葛大慶,丁一,張宇星,張勤. 武漢大學學報(信息科學版). 2019(07)
[2]全球高分辨率數(shù)字高程模型研究進展與展望[J]. 李振洪,李鵬,丁咚,王厚杰. 武漢大學學報(信息科學版). 2018(12)
[3]寬幅InSAR大地測量學與大尺度形變監(jiān)測方法[J]. 李鵬,李振洪,李陶,施闖,劉經(jīng)南. 武漢大學學報(信息科學版). 2017(09)
[4]基于GPS觀測量的InSAR干涉圖中對流層改正方法及其論證[J]. 宋小剛,李德仁,廖明生,程亮. 武漢大學學報(信息科學版). 2008(03)
本文編號:3282096
【文章來源】:武漢大學學報(信息科學版). 2020,45(06)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
阿爾金斷裂帶西段對應的SAR數(shù)據(jù)覆蓋情況
對流層大氣物理參數(shù)的時空變化會導致In‐SAR信號發(fā)生延遲,主要的估計與改正方法可分為兩類:(1)外部數(shù)據(jù)校正法:利用外部觀測數(shù)據(jù)生成對流層延遲相位來改正InSAR干涉圖相位,例如GNSS、ECMWF、GACOS、MERIS、MO‐DIS等。(2)經(jīng)驗方法:以干涉圖相位為基礎(chǔ)建立對流層延遲與地表高程的函數(shù)關(guān)系,例如線性關(guān)系、冪律關(guān)系、小波變換等高程-相位關(guān)系。本文采用以ECMWF、GACOS為代表的外部數(shù)據(jù)校正法和以線性關(guān)系為代表的經(jīng)驗方法評估寬幅InSAR對流層延遲相位改正的性能,流程圖見圖2。2.1 ECMWF改正方法
3)GACOS產(chǎn)品融合了高空間分辨率的EC‐MWF產(chǎn)品大氣物理參數(shù),利用迭代對流層分解模型從對流層總延遲中分離與地形相關(guān)的垂直分層延遲和湍流混合延遲分量,能夠捕捉中長波段以及與地形相關(guān)的中短波段的大氣延遲信號。線性模型改正方法采用簡單線性關(guān)系擬合與地形相關(guān)的對流層延遲,無法體現(xiàn)湍流大氣特征及影響。對于地形起伏較大的大范圍研究區(qū)域,當大氣垂直分層效應占據(jù)大尺度對流層延遲的主導地位時,該方法可以表現(xiàn)出較好的改正效果。圖4 3種對流層延遲改正方法對Sentinel‐1寬幅InSAR干涉圖的改正效果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]衛(wèi)星雷達遙感在滑坡災害探測和監(jiān)測中的應用:挑戰(zhàn)與對策[J]. 李振洪,宋闖,余琛,肖儒雅,陳立福,羅慧,戴可人,葛大慶,丁一,張宇星,張勤. 武漢大學學報(信息科學版). 2019(07)
[2]全球高分辨率數(shù)字高程模型研究進展與展望[J]. 李振洪,李鵬,丁咚,王厚杰. 武漢大學學報(信息科學版). 2018(12)
[3]寬幅InSAR大地測量學與大尺度形變監(jiān)測方法[J]. 李鵬,李振洪,李陶,施闖,劉經(jīng)南. 武漢大學學報(信息科學版). 2017(09)
[4]基于GPS觀測量的InSAR干涉圖中對流層改正方法及其論證[J]. 宋小剛,李德仁,廖明生,程亮. 武漢大學學報(信息科學版). 2008(03)
本文編號:3282096
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