合成孔径雷达原理与应用讲座

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1、合成孔径雷达干涉测量合成孔径雷达干涉测量－－原理、发展与应用原理、发展与应用－－廖明生测绘遥感信息工程国家重点实验室（武汉大学）liao@whu.edu.cn2010年5月13日什么是合成孔径雷达（SAR）¢合成孔径¢主动成像传感器SAR影像——城市机场SAR影像——火山SAR影像——峡谷SARImageofMountVesuvius为什么要用SAR?SAR影像光学影像•全天时•全天候•相位信息（干涉测量，InSAR）SAR干涉测量（InSAR）利用两次成像距离差和轨道参数提取地面高程信息遥感＋测量＝>影像测量学InSAR技术几何模型222()rdrrB+−−sin(θα−=

2、)2rBz=Hr−cosθ由干涉图至数字高程模型埃特纳火山InSAR技术的典型应用航天飞机雷达测图计划（SRTM）•11天获取地表大部分区域数字高程模型•分辨率30m,高程精度16mSRTMDEM实例（中国，西藏）Eastern-centerTibet(Xizang,China)GTOPO30,USGSSRTMDEMPerspectivewithLandsatOverlay,MountKilimanjaro,Tanzania差分干涉测量（D-InSAR）量测地表形变巴姆地震地表形变相位D-InSAR技术的两大限制：1，时间去相干D-InSAR技术的两大限制：2，大气效应永久散

3、射体技术（PS-InSAR）•探测稳定点目标（PS点）•在PS点上求解大气效应，估计形变速率PS技术的应用-油田沉降PS技术的应用-滑坡监测PS技术的应用-城市地表模型InSAR技术研究进展¢城市地表沉降监测研究¢非城市地区地质灾害监测研究¢高分辨率InSAR影像研究进展PARTA.城市地表沉降监测上海地区为例地面沉降在中国，地面沉降是许多城市，特别是沿海的城市，面临着的突出的地质灾害.随着人口和经济的发展，这一问题逐渐凸现。实验区概况老商业区开发区上海城市地图1.应用PS技术进行长时间序列干涉影像形变场估算长时间序列PS结果上海地区26景SAR影像后向散射系数图26imag

4、esprocessedSensorDateBnBtERS119930417474.92-2439.0ERS119930731377.29-2334.0ERS119950619-235.69-1646.0ERS119951002430.82-1541.0ERS119951211559.97-1471.0ERS119960115-428.12-1436.0ERS219960116-919.52-1435.0ERS219960220781.46-1400.0ERS119960325-829.64-1366.0ERS219960326-928.87-1365.0ERS11996060

5、3-600.72-1296.0ERS219960604-682.94-1295.0ERS219971111-353.96-770.085KmERS219980224-689.71-665.0ERS219980331-120.41-630.0ERS219980505387.19-595.0ERS219990420504.88-245.0ERS219990525245.13-210.0ERS219990629290.08-175.0ERS21999111646.72-35.0ERS2199912210.000.0ERS22000012561.6835.0ERS220000229-

6、430.6970.0ERS220000509738.58140.0ERS220000613-75.89175.0ERS220000926503.11280.085Km长时间序列PS结果20Morethan20.000PSidentified0mm/yrReferencepoint,assumedmotionless-20沉降速率经过拉伸处理。上海地区上世纪最大沉降速率实际达到40毫米/年长时间序列PS结果PS技术，时间序列形变结果400mm/yr-40PS结果验证1990-199840cumulatingsubsidence0mm/yrmm-40+40+200-20-40-6

7、0-80-200-400-600-800(a)(b)PS反演的沉降形变场与上海地质调查研究院提供的上海沉降分别图沉降趋势基本一致2.小数据集上进行形变场的提取研究目的¢在PS技术中，需要获取大量的影像数据(大约>20景)¢基于时间序列干涉影像的形变场估算局限于长时间序列如何从小数据集上提取地表的形变变化?在小数据集上提取的相关点目标处理流程数据输入定标配准InSAR处理PS探测D-InSAR处理参数估计可视化形变DEM误差实验数据和实验区OrbitDateDopplerFrequency(Hz)5568