AR 差分相位是雙站InSAR干涉相位與外部DEM模擬相位進(jìn)行差分處理，并經(jīng)過高精度GPS或 ICESat點(diǎn)絕對相位偏移校正獲取，地震前后地表高程變化結(jié)果是校正后的雙站InSAR差分 相位經(jīng)過相位高程轉(zhuǎn)換獲取，地震滑坡邊界編目數(shù)據(jù)通過光學(xué)遙感、實(shí)地觀測等技術(shù)手段 獲取，地震前后光學(xué)遙感數(shù)據(jù)是覆蓋地震滑坡區(qū)域的地震發(fā)生前后的各類光學(xué)遙感數(shù)據(jù)， 地震滑坡體積是地震前后地表高程變化結(jié)果經(jīng)過地震滑坡邊界編目數(shù)據(jù)篩選，以及地震前 后光學(xué)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)一步識別獲取。雙站InSAR干涉相位、外部DEM模擬相位、高精度GPS或 ICESat校正點(diǎn)主要用于計(jì)算校正后的雙站InSAR差分相位，校正后的雙站InSAR差分相位 主要用于估算地震前后地表高程變化結(jié)果，地震前后地表高程變化結(jié)果、地震滑坡邊界編 目數(shù)據(jù)以及地震前后光學(xué)遙感數(shù)據(jù)主要用于求取地震滑坡體積。
[0040] 本發(fā)明利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，實(shí)施的具體步驟是：
[0041] 1)雙站SAR數(shù)據(jù)影像配準(zhǔn)：InSAR干涉對成像過程中，由于主輔影像的視角不同， 兩幅圖像在方位向存在回波信號多普勒中心頻率偏移，即方位譜不匹配，需進(jìn)行方位向粗 配準(zhǔn)；由于基線距離的影響，兩幅圖像在距離存在非公共距離頻率偏移，即距離頻譜不匹 配；為獲得干涉相位具有較高的信噪比，必須使兩幅復(fù)圖像中同一位置的像素對應(yīng)地面上 的同一回波點(diǎn)，即影像配準(zhǔn)；
[0042] 2)雙站InSAR干涉相位計(jì)算：影像經(jīng)過精確配準(zhǔn)后，進(jìn)行復(fù)共輒相乘生成復(fù)干涉 相位，滿足下式：
[0043]
[0044] 式中，uint是干涉結(jié)果，$(戶)和5%(戶)分別為兩顆衛(wèi)星獲取的雷達(dá)信號，AR為兩 顆衛(wèi)星到地面P點(diǎn)的距離之差，A為雷達(dá)波長；
[0045] 3)雙站InSAR差分相位估算：為了提高相位解纏效率和減少相位殘差，采用了引 入外部DEM進(jìn)行相位差分的策略，即雙站SAR干涉相位與外部DEM雙站模擬相位差分，從而 有效解決了常規(guī)InSAR方法干涉條紋過密引起的解纏相位跳躍、不連續(xù)，以及軌道基線誤 差引起的長波趨勢面等問題，外部DEM經(jīng)過相位模擬后，與雙站InSAR干涉相位進(jìn)行差分處 理，公式如下：
[0046] ^^Differences -^ ^TanDEM X_^ ^SRTMDEM
[0047] 式中，AW Differences為差分相位，AW TanDEM X是雙站InSAR干涉相位，AW SRTMDEM為外 部DEM模擬相位；
[0048] 4)雙站InSAR差分相位解纏：相位解纏采用兼顧運(yùn)算速度和準(zhǔn)確性的最小費(fèi)流量 法（MinimumCostFlow，MCF);
[0049] 5)雙站InSAR差分相位校正：采用高精度GPS或ICESat點(diǎn)進(jìn)行絕對相位偏移校 正；
[0050] 6)地震前后地表高程變化結(jié)果估算：根據(jù)相位〃和高程z(y)之間的關(guān)系估算地 震前后地表高程變化結(jié)果，滿足下式：
[0051]
[0052] 式中，Bi為兩天線之間的空間矢量在平行主影像上的分量，0為視角，i|(約為兩 顆衛(wèi)星到地面P點(diǎn)的平均距離；
[0053] 7)地震滑坡體積求?。旱卣鹎昂蟮乇砀叱套兓Y(jié)果經(jīng)過地震滑坡邊界編目數(shù)據(jù) 篩選，以及地震前后光學(xué)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)一步識別獲取，求取地震滑坡體積，再結(jié)合滑坡面積參 數(shù)，求取地震滑坡高程變化值。
[0054] 圖2所示為本發(fā)明基于汶川地震，利用TanDEM-X雙站InSAR，對地震滑坡體積進(jìn)行 提取的實(shí)例。
[0055] 以上所述僅為本發(fā)明一個(gè)地震滑坡體積提取較佳的實(shí)施例而已，并不用以限制本 發(fā)明所提供的地震滑坡體積提取方法，凡在本發(fā)明的精神和設(shè)計(jì)原則之內(nèi)所作的任何修 改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，其特征在于，根據(jù) TanDEM-X雙站InSAR獲取的地震前后地表高程變化結(jié)果，結(jié)合地震滑坡邊界編目數(shù)據(jù)和地 震前后光學(xué)遙感數(shù)據(jù)，求取地震滑坡體積，具體包括W下步驟： 1) 雙站SAR數(shù)據(jù)影像配準(zhǔn)：使兩幅復(fù)圖像中同一位置的像素對應(yīng)地面上的同一回波 占. '?、、， 2) 雙站InSAR干設(shè)相位計(jì)算：利用TanDEM-X和TerraSAR-X兩顆衛(wèi)星獲取的高分辨率 SAR影像，通過干設(shè)圖生成數(shù)據(jù)處理，計(jì)算雙站InSAR干設(shè)相位； 3) 雙站InSAR差分相位估算：雙站InSAR干設(shè)相位與外部DEM模擬相位進(jìn)行差分處 理； 4) 雙站InSAR差分相位解纏：相位解纏采用兼顧運(yùn)算速度和準(zhǔn)確性的最小費(fèi)流量法； 5) 雙站InSAR差分相位校正：采用高精度GPS或ICESat點(diǎn)進(jìn)行絕對相位偏移校正； 6) 地震前后地表高程變化結(jié)果估算：雙站InSAR差分相位經(jīng)過相位高程轉(zhuǎn)換，估算地 震前后地表高程變化結(jié)果； 7) 地震滑坡體積求?。旱卣鹎昂蟮乇砀叱套兓Y(jié)果經(jīng)過地震滑坡邊界編目數(shù)據(jù)篩選， W及地震前后光學(xué)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)一步識別獲取，求取地震滑坡體積。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，其特征 在于，所述步驟1)中影像配準(zhǔn)是為獲得干設(shè)相位具有較高的信噪比，使兩幅復(fù)圖像中同一 位置的像素對應(yīng)地面上的同一回波點(diǎn)的過程。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，其特征 在于，所述步驟2)中干設(shè)圖生成數(shù)據(jù)處理是影像經(jīng)過精確配準(zhǔn)后，進(jìn)行復(fù)共輛相乘生成復(fù) 干設(shè)紋圖，復(fù)干設(shè)相位生成公式如下：式中，UiM是干設(shè)結(jié)果，家)和.礦2(巧分別為兩顆衛(wèi)星獲取的雷達(dá)信號，AR為兩顆衛(wèi) 星到地面P點(diǎn)的距離之差，A為雷達(dá)波長。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，其特征 在于，所述步驟3)中外部DEM模擬相位通過外部DEM經(jīng)過相位高程轉(zhuǎn)換獲取。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，其特征 在于，所述步驟3)中雙站InSAR干設(shè)相位與外部DEM模擬相位進(jìn)行差分處理公式如下： AWoiffer州CM=AWTanDEM廣AWsrtmdem 式中，A^Differences為差分相化AWTanDEMX是雙站InSAR干設(shè)相化AWSKTMDEM為外部DEM模擬相位。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，其特征 在于，所述步驟5)中高精度GPS或ICESat點(diǎn)是覆蓋研究區(qū)域的高精度測量點(diǎn)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，其特征 在于，所述步驟的中相位高程轉(zhuǎn)換為根據(jù)相位@和高程z(y)之間的關(guān)系獲取相應(yīng)高程變 化結(jié)果，滿足下式：式中，6^為兩天線之間的空間矢量在平行主影像上的分量，0為視角，/?(/^)為兩顆衛(wèi) 星到地面P點(diǎn)的平均距離。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，其特征 在于，所述步驟7)中地震滑坡邊界編目數(shù)據(jù)通過光學(xué)遙感、實(shí)地觀測技術(shù)手段獲取。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，其特征 在于，所述步驟7)中地震前后光學(xué)遙感數(shù)據(jù)是覆蓋地震滑坡區(qū)域的地震發(fā)生前后的星載、 基站的光學(xué)遙感數(shù)據(jù)。10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，其特 征在于，所述外部DEM包括30m和90m分辨率的SRTM-CDEM、30m分辨率的SRTM-XDEMW 及其它測量技術(shù)手段獲取的DEM結(jié)果。
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，具體包括以下步驟：1)雙站InSAR干涉相位計(jì)算；2)雙站InSAR差分相位估算；3)地震前后地表高程變化結(jié)果估算；4)地震滑坡體積求取。通過TanDEM-X雙站InSAR干涉相位、外部DEM模擬相位、高精度GPS或ICESat校正點(diǎn)獲取校正后的TanDEM-X雙站InSAR差分相位，進(jìn)而獲取地震前后地表高程變化結(jié)果，再結(jié)合地震滑坡邊界編目數(shù)據(jù)、地震前后光學(xué)遙感數(shù)據(jù)求取地震滑坡體積。本發(fā)明提取地震滑坡體積的方法具有高分辨率、高精度優(yōu)勢；同時(shí)不需要布設(shè)地面測量設(shè)備，具有面狀、大區(qū)域的滑坡地震滑坡體積提取能力；成本低。
【IPC分類】G01V3/38
【公開號】CN105204079
【申請?zhí)枴緾N201510548981
【發(fā)明人】江利明, 孫亞飛
【申請人】中國科學(xué)院測量與地球物理研究所
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年8月31日