本文關(guān)鍵詞：聯(lián)合干涉測(cè)量和像素偏移量估計(jì)提取大形變梯度地表位移

  更多相關(guān)文章： 合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量 像素偏移估計(jì) 同震形變 三維形變 滑坡監(jiān)測(cè)

【摘要】：地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重威脅著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全,已成為影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。特別是板塊運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的地震以及地質(zhì)構(gòu)造、地形與氣候因素的交互影響引發(fā)的山體滑坡等劇烈地表變化造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失最為顯著。因此,對(duì)此類重大地質(zhì)災(zāi)害造成的大梯度地表形變進(jìn)行及時(shí)、全面的監(jiān)測(cè)與分析已經(jīng)變得刻不容緩。積極發(fā)展新型對(duì)地觀測(cè)技術(shù),完善相關(guān)監(jiān)測(cè)方法體系,提高我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警以及災(zāi)后治理能力,對(duì)維護(hù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和保障人類生產(chǎn)活動(dòng)得以順利進(jìn)行具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。合成孔徑雷達(dá)差分干涉測(cè)量(Differential Interferomertric Synthetic Aperture Radar, DInSAR)是上世紀(jì)末開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的新型對(duì)地觀測(cè)技術(shù),以其擁有精度高、監(jiān)測(cè)范圍廣、快速高效、不受時(shí)間天氣限制等諸多優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于火山、地震、滑坡、冰川以及城市地表沉降等多個(gè)領(lǐng)域。但是,DInSAR仍然存在易受時(shí)間、空間失相干而無(wú)法探測(cè)到有效數(shù)據(jù)等缺陷；且受到雷達(dá)成像幾何的限制,DInSAR監(jiān)測(cè)結(jié)果僅能反映地物目標(biāo)沿雷達(dá)視線方向(Line of sight, LOS)的相對(duì)形變量,僅依靠單平臺(tái)SAR數(shù)據(jù)無(wú)法恢復(fù)地表真實(shí)三維位移。像素偏移量估計(jì)(Offset-tracking)技術(shù)基于SAR影像強(qiáng)度信息通過(guò)多級(jí)配準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)亞像元級(jí)精度的方位向和距離向二維地表形變偏移量信息獲取,可以克服DInSAR的一維局限性。且該技術(shù)對(duì)SAR影像相干性不敏感,一定程度上可以抵御失相干造成的信息無(wú)法獲取等問(wèn)題。但是相對(duì)于DInSAR技術(shù)而言,Offset-tracking還不成熟且其精度依賴于SAR影像分辨率。因此同時(shí)聯(lián)合DInSAR和Offset-tracking兩種技術(shù)監(jiān)測(cè)地表形變,可互補(bǔ)兩種技術(shù)不足,實(shí)現(xiàn)在不引入外部數(shù)據(jù)的前提下,僅利用SAR影像對(duì)地表真實(shí)三維形變的恢復(fù)。本文的研究將基于SAR影像自身相位和強(qiáng)度信息,聯(lián)合現(xiàn)代空間對(duì)地觀測(cè)技術(shù)——合成孔徑雷達(dá)差分干涉測(cè)量與像素偏移估計(jì),針對(duì)雅安山區(qū)滑坡多發(fā)區(qū)域與2015年4月尼泊爾Mw7.8級(jí)強(qiáng)地震兩個(gè)具有代表性的大形變梯度地質(zhì)災(zāi)害開(kāi)展研究。主要工作涉及以下三個(gè)方面：1.基于11景升軌RadarSAT-2數(shù)據(jù)源利用Offset-tracking技術(shù),探測(cè)雅安地區(qū)地表形變的方位向和距離向形變時(shí)間序列,并針對(duì)監(jiān)測(cè)滑坡點(diǎn)詳細(xì)分析驗(yàn)證。研究中完善了時(shí)序Offset-tracking技術(shù)形變場(chǎng)提取流程。2.針對(duì)DInSAR和Offset-tracking各有的局限性,建立了融合LOS向干涉觀測(cè)量和方位向像素偏移觀測(cè)量的最小二乘解算模型,實(shí)現(xiàn)兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。并依據(jù)真實(shí)地震形變場(chǎng)以及衛(wèi)星參數(shù)信息,模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),證明了多觀測(cè)量三維模型的可靠性和有用性。3.選取尼泊爾地震研究區(qū)采用Sentinel-IA升／降軌數(shù)據(jù),分別利用DInSAR技術(shù)和Offset-tracking技術(shù)獲取區(qū)域內(nèi)LOS向和方位向同震形變場(chǎng)。聯(lián)合多角度觀測(cè)量恢復(fù)升／降軌公共區(qū)域內(nèi)真實(shí)三維同震形變場(chǎng)。并證明了僅依據(jù)SAR影像自身,在不引入外部數(shù)據(jù)的前提下可以解算出絕對(duì)三維形變場(chǎng)。
【關(guān)鍵詞】：合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量 像素偏移估計(jì) 同震形變 三維形變 滑坡監(jiān)測(cè)
【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】：2016
【分類號(hào)】：P227;P237
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 論文研究背景與意義12-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀概況14-17
• 1.3 目前存在的問(wèn)題17
• 1.4 論文研究目標(biāo)與內(nèi)容17-18
• 1.5 論文組織結(jié)構(gòu)安排18-20
• 第2章 DInSAR原理基礎(chǔ)及方法20-34
• 2.1 衛(wèi)星觀測(cè)幾何20-23
• 2.2 干涉相位組成23-26
• 2.2.1 參考橢球面組成23-24
• 2.2.2 地形相位24
• 2.2.3 形變相位24-25
• 2.2.4 大氣延遲及噪聲25-26
• 2.3 DInSAR地表形變測(cè)量方法26-27
• 2.4 DInSAR地表形變測(cè)量流程27-31
• 2.5 常規(guī)DInSAR技術(shù)的局限性31-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第3章 InSAR探測(cè)地表三維形變方法與模型34-46
• 3.1 LOS向的局限性34-35
• 3.2 地表三維形變提取方法35-40
• 3.2.1 基于SAR影像解析地表三維形變可行性分析35-36
• 3.2.2 InSAR技術(shù)解析地表三維形變36-38
• 3.2.3 地表三維形變提取方法38-40
• 3.3 三維形變場(chǎng)仿真實(shí)驗(yàn)40-45
• 3.3.1 地表三維形變場(chǎng)及參數(shù)模擬40-42
• 3.3.2 地表三維模型精度分析42-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第4章 基于Offset-tracking監(jiān)測(cè)滑坡位移過(guò)程46-61
• 4.1 基于SAR影像的Offset-tracking形變探測(cè)46-50
• 4.1.1 Offset-tracking基本原理47-49
• 4.1.2 Offset-tracking提取二維形變技術(shù)流程49-50
• 4.2 實(shí)驗(yàn)區(qū)域概況與數(shù)據(jù)源50-55
• 4.2.1 Offset-tracking方法研究區(qū)概況50-51
• 4.2.2 數(shù)據(jù)源介紹51-52
• 4.2.3 Offset-tracking方法時(shí)序滑坡形變提取52-55
• 4.3 結(jié)果分析55-60
• 4.3.1 滑坡多發(fā)性特征分析55-58
• 4.3.2 滑坡頻發(fā)性規(guī)律分析58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第5章 聯(lián)合Offset-tracking與DInSAR提取三維同震地表形變場(chǎng)61-72
• 5.1 尼泊爾地震概況與數(shù)據(jù)源61-64
• 5.1.1 尼泊爾地震概況61-62
• 5.1.2 Sentinel-1A數(shù)據(jù)源簡(jiǎn)介62-64
• 5.2 同震形變場(chǎng)提取64-67
• 5.2.1 DInSAR技術(shù)提取尼泊爾同震形變場(chǎng)64-65
• 5.2.2 Offset-tracking技術(shù)提取尼泊爾二維同震形變場(chǎng)65-67
• 5.3 三維同震形變場(chǎng)信息獲取67-71
• 5.3.1 結(jié)果獲取與分析67-69
• 5.3.2 精度分析69-70
• 5.3.3 誤差分析70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論與展望72-74
• 致謝74-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：631191