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联合TerraSAR-X与PALSAR影像提取区域沉降信息的模型与方法研究

作　者: 桑明智
导　师: 刘国祥
学　校: 西南交通大学
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 合成孔径雷达差分干涉测量区域沉降永久散射体多传感器求解建模
分类号: P642.26
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

地面沉降是在人类社会发展与地球自身运动综合作用下的现象。这种现象长期积累的结果是社会经济的巨大损失或者地球地貌的彻底改变。社会与科技的进步,让人类逐渐意识到这一现象的危害性,并对其成因进行分析以便对症下药,防患于未然。地面沉降区域通常比较大规模,如何快速、准确的监测区域沉降现状,获取地面沉降信息,为政府决策提供科学支撑变得尤为重要。合成孔径雷达干涉测量技术(DInSAR)出现于二十世纪九十年代,与常规区域沉降监测技术(比如水准测量和全球卫星定位技术)相比,DInSAR技术能够获取地面微小形变信息的同时,还具有动态、高效、连续及监测面积广等特点。新问题的出现往往会对科技进步起到推动作用。时间失相干、空间失相干及大气影响成为DInSAR的技术瓶颈后,科学家们提出了永久散射体(PS)的概念,并成功运用到地面沉降监测中。本文对真实孔径雷达(RAR)、合成孔径雷达(SAR)、雷达干涉测量(InSAR)和雷达差分干涉测量(DInSAR)进行了详细的介绍。分别利用同一地区X波段TerraSAR影像对和L波段PALSAR影像对进行了二轨差分干涉实验,获取实验区形变信息,并就不同波段在DInSAR技术中的应用进行了对比讨论。永久散射体差分干涉(PS-DInSAR)技术可以减弱时空失相干和大气延迟的影响。本文对PS-DInSAR技术进行了详细介绍,并建立了无地面参考点条件下多传感器数据联合获取三维形变信息的模型。利用改进的永久散射体差分干涉方法(PSI)对同一地区X波段TerraSAR数据和L波段的PALSAR数据进行沉降信息提取,基于简化的无参考点多传感器联合模型和最小二乘方法对该区域进行垂直向形变量以及水平向形变量的求解,通过与水准数据及现有研究结果进行比较,验证该模型的可靠性。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-17
  1.1 论文研究问题的提出及意义  11-13
  1.2 国内外研究现状及分析  13-15
  1.3 主要研究内容及论文组织结构  15-17
第二章合成孔径雷达  17-28
  2.1 真实孔径雷达  17-21
  2.2 合成孔径雷达  21-23
  2.3 合成孔径雷达图像  23-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章合成孔径雷达干涉  28-49
  3.1 雷达干涉测量中相位成分分析  29-38
    3.1.1 参考椭球面相位分析  29-31
    3.1.2 地形相位分析  31-33
    3.1.3 雷达测高原理  33-35
    3.1.4 误差传播分析  35
    3.1.5 形变相位分析  35-38
  3.2 InSAR数据处理流程  38-48
  3.3 本章小结  48-49
第四章 DInSAR在区域沉降监测中的应用  49-66
  4.1 DInSAR测量基本原理  49-53
  4.2 合成孔径雷达干涉测量的局限性  53-56
  4.3 基于TerraSAR与PALSAR影像的DInSAR沉降信息提取  56-64
    4.3.1 实验数据介绍  56-59
    4.3.2 实验结果与分析  59-64
  4.4 本章小结  64-66
第五章 PSI技术在区域沉降监测中的应用  66-94
  5.1 PS-DInSAR原理与方法  67-70
  5.2 改进PS-DInSAR方法介绍  70-73
  5.3 PSI实验设计及分析  73-81
    5.3.1 实验数据和实验区域介绍  73-77
    5.3.2 实验结果与分析  77-81
  5.4 联合TerraSAR与PALSAR影像求解地面垂直形变速率  81-93
    5.4.1 区域沉降信息提取的模型建立  81-84
    5.4.2 模型实验求解  84-93
  5.5 本章小结  93-94
结论  94-96
致谢  96-97
参考论文  97-101
攻读硕士期间发表论文  101

联合TerraSAR-X与PALSAR影像提取区域沉降信息的模型与方法研究

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