2021地面沉降干涉雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)程

地面沉降干涉雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)程目次前言 III1范引文件 1語(yǔ)定和略語(yǔ) 1術(shù)和1縮22目的 2工流程 3基要求 3術(shù)4資收集 4設(shè)書4據(jù)4數(shù)選擇 4SAR據(jù)4助據(jù)5數(shù)采購(gòu) 5據(jù)5處方選擇 5D-InSAR數(shù)處理 5本5據(jù)處理 6分涉7變計(jì)算 7PS-InSAR數(shù)處理 8本8據(jù)處理 9分涉9間/間形估算 9變計(jì)算 10SBAS-InSAR據(jù)10本10據(jù)處理 10分涉11I間/間形估算 11變計(jì)算 11度12評(píng)內(nèi)容 12評(píng)方和12鄰點(diǎn)取和要求 12要標(biāo)12精要求 13本目13關(guān)數(shù)13誤要求 13量13檢內(nèi)容 13檢方和14常階性14期量查 14果制提交 14資整與14據(jù)14庫(kù)15成圖編制 15件15件15圖15成報(bào)編寫 16成提交 16附錄A（料附）星載SAR據(jù)表 17附錄B（料附）InSAR主監(jiān)方適件表 18附錄C（范附）地面降InSAR監(jiān)（1∶250000）果圖式 19附錄D（料附）地面降率對(duì)分設(shè)色例表 19附錄E（范附）地面降涉達(dá)測(cè)果報(bào)編提綱 20II地面沉降干涉雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)規(guī)程范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于地面沉降測(cè)量，其它類似地質(zhì)災(zāi)害的形變測(cè)量可參考使用GB/T15968-2008遙感影像平面圖制作規(guī)范GB/T24356測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收CH/T1004-2005測(cè)繪技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定DD2006-02地面沉降監(jiān)測(cè)技術(shù)要求DD2011-01遙感影像地圖制作規(guī)范（1∶50000、1∶250000）DD2011-07環(huán)境地質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)要求下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。3.1.1合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量InterferometricSyntheticApertureRadar干涉雷達(dá)SARSAR3.1.1.1差分合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量DifferentialInSAR對(duì)干涉相位進(jìn)行差分處理，去除地形、平地等相位分量以測(cè)量地面形變的干涉測(cè)量方法。3.1.1.2永久散射體干涉測(cè)量PersistentScattererInSAR利用長(zhǎng)時(shí)間序列SAR影像集進(jìn)行時(shí)間和空間域形變量估算，以提取永久散射體形變信息的干涉測(cè)量方法。3.1.1.3短基線集干涉測(cè)量SmallBAselineSubsetsInSAR13.1.2重復(fù)軌道數(shù)據(jù)repeatpassdata重軌數(shù)據(jù)衛(wèi)星在不同時(shí)刻、重復(fù)軌道條件下對(duì)同一地區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)獲取的SAR數(shù)據(jù)。3.1.3空間基線spatialbaseline監(jiān)測(cè)同一地區(qū)的兩景SAR影像，它們同名點(diǎn)在空間上的連線。3.1.4時(shí)間基線temporalbaseline監(jiān)測(cè)同一地區(qū)的兩景SAR影像的時(shí)間差。3.1.5相干目標(biāo)coherenttarget在一定時(shí)間間隔內(nèi)，在干涉圖上能保持后向散射特性穩(wěn)定、相位保真、且相干性良好的像元。3.1.6干涉圖interferogram干涉紋圖干涉相位的二維分布圖。3.1.7視線向LineOfSight雷達(dá)傳感器照射地面的方向?？s略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本標(biāo)準(zhǔn)。CGCS：中國(guó)大地坐標(biāo)系（ChinaGeodeticCoordinateSystem）DEM:數(shù)字高程模型（DigitalElevationModel）DTIN：狄洛尼三角網(wǎng)（DelaunayTriangulationIrregularNet）FFT：快速傅立葉變換（FastFourierTransform）InSAR:（InterferometricSyntheticApertureRadar）LOS（LineofSight）PS：永久散射體（PersistentScatterer）SAR:（SyntheticApertureRadar）SBAS（SmallBaselineSubsets）SRTM：航天飛機(jī)機(jī)載干涉雷達(dá)測(cè)地任務(wù)（ShuttleRadarTopographyMission）SVD：奇異值分解（SingleValueDecomposition）總則目的應(yīng)用InSAR技術(shù)，開展地面沉降分布區(qū)域及變化狀況的調(diào)查與監(jiān)測(cè)，為防治地面沉降提供基礎(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)。2利用InSAR技術(shù)開展地面沉降的作業(yè)流程包括：技術(shù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)獲取、干涉雷達(dá)數(shù)據(jù)處理、成果精度評(píng)估、質(zhì)量控制、成果編制與提交，具體內(nèi)容見圖1所示。InSAR1：2500001∶100000圖1地面沉降監(jiān)測(cè)InSAR數(shù)據(jù)處理作業(yè)流程圖SARInSARInSARInSARInSARCGCS20003在編制技術(shù)設(shè)計(jì)書之前，應(yīng)收集下列資料：SARSAR點(diǎn)SAR星載SAR傳感器的基本參數(shù)可參見附錄A中所示，選擇進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的SAR影像應(yīng)滿足：SARSARSAR30MHzSAR30MHzSARA31515SAR10mm8/16年。41100000InSAR5m~10mSAR1︰250000比例尺圖件表達(dá)InSAR形變成果宜采用像元大小為15m~30m的SAR數(shù)據(jù)。進(jìn)行數(shù)據(jù)處理前，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)妮o助數(shù)據(jù)，其主要類型見5.1。具體選擇內(nèi)容如下：SARSRTMDEM20100m10DEMInSARSAR1∶100000205InSARInSARInSARInSAR用于InSAR數(shù)據(jù)處理流程的SAR數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)，應(yīng)采用如下途徑采購(gòu)：SARSARSARA。SAR4D-InSARPS-InSARSBAS-InSARSARPS-InSARSARSBAS-InSARBD-InSARD-InSAR方法數(shù)據(jù)處理的基本流程見圖2所示。56.1.1圖2D-InSAR已組合好的像對(duì)，根據(jù)主影像進(jìn)行配準(zhǔn)，并將所有影像裁剪成范圍一致區(qū)域，具體步驟如下：1/8InSARDEMSAR將DEM與選好的主影像進(jìn)行配準(zhǔn)，并將DEM范圍裁剪成與主影像范圍一致，具體步驟如下：DEMDEM0.5DEMSAR6DEMSARDEM。對(duì)已配準(zhǔn)主輔影像進(jìn)行前置濾波，并計(jì)算生成干涉圖，具體步驟如下：依據(jù)空間基線參數(shù)和地球橢球體參數(shù)，計(jì)算平地相位；利用配準(zhǔn)后DEM，計(jì)算地形相位。從干涉相位中去除平地和地形相位，生成差分干涉相位，逐像元計(jì)算生成差分干涉圖。宜選用自適應(yīng)濾波方法，對(duì)干涉圖差分相位濾波，得到相位纏繞的差分干涉圖。對(duì)相位纏繞的差分干涉圖進(jìn)行解纏，具體步驟如下：0.4依據(jù)雷達(dá)波長(zhǎng)參數(shù)，將解纏相位換算為L(zhǎng)OS形變量r。依據(jù)雷達(dá)入射角，將LOS形變量r轉(zhuǎn)換為垂直向形變量d：式中：——雷達(dá)波入射角。

drcos

.....................................(1)7地理編碼的方法可利用DEM產(chǎn)品進(jìn)行地理編碼。具體步驟如下：7.2.1.3SAR地理編碼后點(diǎn)目標(biāo)的地面沉降速率應(yīng)利用水準(zhǔn)等高精度控制點(diǎn)數(shù)據(jù)修正基準(zhǔn)，具體步驟為：InSARPS-InSARPS-InSAR方法數(shù)據(jù)處理的基本流程見圖3所示。圖3PS-InSAR8PS-InSAR6.1.1，SARSAR7.2.2.2。7.2.2.2。DEMDEMDEM7.2.2.3。7.2.2.4。PSPSPSSARPSPSPS點(diǎn)目標(biāo)的干涉相位序列。PS7.2.3.1。FFT7.3.3.1時(shí)間對(duì)干涉圖的差分干涉相位應(yīng)進(jìn)行時(shí)間和空間域的線性形變相位估計(jì)，如有要求，還應(yīng)進(jìn)行非線性形變相位估計(jì)，去除大氣、噪聲等殘余相位，得到每個(gè)點(diǎn)目標(biāo)的時(shí)間序列形變相位。PS-InSAR的計(jì)算步驟為：PSPS9b）b）c）PS將PS點(diǎn)目標(biāo)的形變相位轉(zhuǎn)換成為L(zhǎng)OS形變量和垂直向形變量，進(jìn)行基準(zhǔn)糾正和地理編碼，生成地面沉降速率圖，以及其它相關(guān)圖件。具體工作步驟見7.2.4。SBAS-InSARSBAS-InSAR方法數(shù)據(jù)處理的基本流程如圖4所示。圖4SBAS-InSAR主影像選擇。SBAS-InSAR方法宜選擇多個(gè)主影像。SAR主影像的選擇和像對(duì)組合工作步驟如下：10X3SAR7.2.2.2。7.2.2.2。7.4.2.1DEMDEMDEM7.2.2.3。7.2.2.4。7.2.2.5。7.3.2.4PS7.2.3.1。7.2.3.2。7.2.3.3。時(shí)間SBAS-InSAR7.3.4a）7.3.4b）b）e）PS同7.2.4。11InSAR5中誤差[vv]n1InSAR差[vv]n1m0

.....................................(2)i式中：iN——樣本數(shù)；

nn[v](Ii1

dL)2 (3)dLidIiiInSAR利用相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)InSAR與水準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果的相關(guān)程度。相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式為：12n n nndidIididIinnn dL( dL)2i 2nnn dL( dL)2i 2ii1 i1nnn dI( dI)i 22ii1 i1

......................(4)式中：N——樣本數(shù)dLidIiInSARInSAR150.7InSAR0.77.1）：InSAR成果不可靠。InSARBa）7.1InSARInSARSARSAR13檢查水準(zhǔn)數(shù)據(jù)是否與被檢驗(yàn)的InSARInSAR100InSARGB/T24356InSAR（20%InSAR地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和文件是地面沉降數(shù)據(jù)庫(kù)的重要組成部分，其內(nèi)容應(yīng)包括：InSARInSARSARGPSSAR原始數(shù)據(jù)外，其它數(shù)據(jù)均視項(xiàng)目實(shí)際需要所配備的可選數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)報(bào)表。沉降中心沉降量統(tǒng)計(jì)表和沉降面積統(tǒng)計(jì)表，統(tǒng)計(jì)報(bào)表均為可選擇制作報(bào)表。14InSAR地面沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果所獲得的各類數(shù)據(jù)、報(bào)表和圖形資料，應(yīng)經(jīng)檢查并按數(shù)據(jù)庫(kù)要求格式進(jìn)行系統(tǒng)整理后，方可輸入數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)格式要求如下：CSAR成果圖件以能清晰表達(dá)和分辨圖面內(nèi)容為原則?；局茍D要求為：SARGB/T15968-2008CGCS2000DD2006-02DD2011-01DD2011-07InSAREInSARSARBB.2所示。15InSARInSAR16附錄A（SAR目前可使用的星載SAR數(shù)據(jù)見表A.1。表A.1目前可使用的SAR星載數(shù)據(jù)表星載SAR系統(tǒng)ERS-1/2JERS-1RADARSAT-1/2ENVISAT-ASARALOS-PALSARTerraSAR-X/TanDEM-XCOSMO-SkyMed所屬國(guó)家/機(jī)構(gòu)歐空局日本加拿大歐空局日本德國(guó)意大利運(yùn)行時(shí)間1:1991~20002:1995~20121992~19981:1995~2:2007~2002~20122006~20112007~2007~軌道高度（km）790568790800691514620波段（cm）C（5.6）L（23.5）C（5.6）C（5.6）L（23.5）X（3.1）X（3.1）極化方式VVHH全極化HH/VV全極化全極化HH/VV側(cè)視角（°）233523-6515-458-50.820-5519.7-45.5軌道傾角（度）98.4998.1698.698.5598.1697.4497.86重復(fù)周期（天）35442435461116像元大小（m）25253-3025-1007-1001-161-100影像幅寬（km）1008050-500100-40030-35015-10015-200可否編程定制否否是是否是是系統(tǒng)帶寬(MHz)15.51511.6,17.3*,30,50,1001614*,2873.5*,300100*,150臨界空間基線98352171094990323527183068備注——多側(cè)視角多側(cè)視多極化多側(cè)視多極化多側(cè)視多極化多側(cè)視多極化注1：所有數(shù)據(jù)以2012年度為準(zhǔn)。注2：表中帶*標(biāo)注的數(shù)值是計(jì)算臨界空間基線的參數(shù)數(shù)據(jù)。17附錄B（資料性附錄）InSAR主要監(jiān)測(cè)方法適用條件表SBAS-InSARPS-InSAR三種B.2。表B.1地面沉降嚴(yán)重程度分級(jí)指標(biāo)低較低中等較高高沉降速率/（mm/a）<1010~3030~5050~80>80B.2InSAR方法最少數(shù)據(jù)量（景）主要用途精度監(jiān)測(cè)應(yīng)用條件適用監(jiān)測(cè)地面沉降嚴(yán)重程度分級(jí)D-InSAR2地面沉降1~3cm/影響。主要適宜于沉降趨勢(shì)調(diào)查。中等以上SBAS-InSAR>8景地面沉降<1cm通過(guò)較多的SAR干涉組合，獲取地面沉降時(shí)間序列信息低~高等PS-InSAR>25景地面沉降5mm適用于時(shí)間間隔長(zhǎng)、天氣狀況差異25PS1點(diǎn)/km2。可以獲取PS點(diǎn)的形變時(shí)EM改正值和所有SR影像的大氣延遲量。低~高等18附錄C（規(guī)范性附錄）地面沉降InSAR監(jiān)測(cè)（1∶250000）成果圖圖式注1：圖改自DD2011-07附錄J環(huán)境地質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)（1：250000）成果圖圖示。附錄D（資料性附錄）地面沉降速率值對(duì)應(yīng)分級(jí)設(shè)色圖例表地面沉降速率值對(duì)應(yīng)分級(jí)設(shè)色圖例見表D.1.表D.1地面沉降速率值對(duì)應(yīng)分級(jí)設(shè)色圖例地面沉降速率值（單位mm）填充顏色的R.G.B比例組合填充顏色示例＞50（16.14.246）40～50（16.92.247）30～40（14.144.246）20～30（15.194.247）10～20（15.220.24