DInSAR基础

Posted 2020-09-03 南城子丘

 

在 InSAR 技术的基础上，利用雷达两次不同位置获取的同一监测区域的相位，差分干涉消除干涉图中地形因素的影响，以检测出地表的微小形变，这是 D-InSAR 的技术基础。

 

 

 

 

 InSAR地表变化监测

l  双天线单轨纵向干涉模式：如果两副天线先后在同一位置、以同一视角对地面成像，此时空间基线为零，干涉图不能反映地形的起伏，但可以提取瞬时的地面动态变化信息。（例如：洋流、潮汐、海冰的运动等）

l  单天线重复轨道干涉模式：如果一副天线多次重复对地面进行成像，则可以检测地表的微小形变（差分干涉测量技术）

注意：差分干涉测量技术提取的形变是沿传感器视线方向的。

 

D-InSAR的方法：

双过（ 2—pass）差分

 

 

地形信息来自已有的高精度DEM。

假设两幅SAR图像获取的时间段中存在SAR观测斜距方向的形变δr ，干涉位相φ1可表示为：

 

 

l  三过差分干涉

需要三幅SAR图像，其中两幅应该是在事件发生前，其中一幅作为公共主图像，其干涉结果得到本底DEM信息；公共主图像与事件后的图像进行干涉，再与得到DEM的干涉图进行差分，得到形变。 其原理与二过差分干涉基本相同，但是处理流程有一些不同。

 

 

四过差分干涉

四过差分干涉的数据要求较高，时空基线对适合的情况比较少。

 

4幅SAR图像中3幅是事件发生前的， 1幅是事件发生后的，但是无法找到公共主图像， 只能分二组，一组生产DEM，一组包含事件形变信息。差分干涉流程类似于二过差分干涉，不同的是DEM是由另一组干涉生成。

  

 

                 

D-InSAR应用特点

• 技术特点

– 算法简单，参数较少
– 成本低，最少2景SAR图像即可
– 可监测较大的地表形变，在LOS方向上能探测的SAR图像相邻分辨单元之间的最大形变值不大于λ/2(如C波段为2.8cm， L波段为12cm)
– 可连续、大范围监测

• 可以监测突发性质的地表形变

– 滑坡、 地震、 冰川移动、 火山活动、矿区塌陷等

• 制约因素

– 相干条件——时间基线和空间基线限制了可进行InSAR处理的数据量，以及地表覆盖物如浓密植被容易造成失相干
– 轨道误差——依赖于精密轨道数据
– 大气影响——非均一大气延迟对大区域处理的影响