《合成孔徑雷達(dá)干涉測量技術(shù)》課件

合成孔徑雷達(dá)干涉測量技術(shù)本課件將深入介紹合成孔徑雷達(dá)干涉測量(InSAR)技術(shù)的原理、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。從雷達(dá)成像基礎(chǔ)到干涉測量應(yīng)用，我們將揭示InSAR如何精確測量地面形變，并探討其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。課程簡介課程目標(biāo)理解InSAR技術(shù)的基本原理和工作流程。課程內(nèi)容涵蓋雷達(dá)成像基礎(chǔ)、干涉測量原理、數(shù)據(jù)處理流程、應(yīng)用實(shí)例等內(nèi)容。課程目標(biāo)1掌握InSAR技術(shù)在高程測量、地形測圖、形變監(jiān)測等方面的應(yīng)用原理。2了解InSAR數(shù)據(jù)處理軟件的使用方法和常見問題。3能夠利用InSAR數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的分析和解釋。合成孔徑雷達(dá)技術(shù)基礎(chǔ)合成孔徑雷達(dá)(SAR)通過發(fā)射和接收微波信號(hào)來獲取地表信息的主動(dòng)式傳感器。優(yōu)點(diǎn)不受云層和光照影響，可全天候工作，獲取高分辨率圖像。雷達(dá)成像原理雷達(dá)發(fā)射信號(hào)照射地面目標(biāo)。目標(biāo)反射信號(hào)被雷達(dá)接收。根據(jù)信號(hào)到達(dá)時(shí)間和相位信息，重建目標(biāo)圖像。雷達(dá)波干涉原理雙天線干涉利用兩根天線同時(shí)發(fā)射和接收雷達(dá)信號(hào)。相位差兩路信號(hào)到達(dá)時(shí)間和相位差反映地表高度變化。干涉成像與測量1干涉圖記錄兩路信號(hào)之間的相位差。2相位解纏繞消除相位模糊，恢復(fù)真實(shí)相位信息。3高程測量根據(jù)相位差計(jì)算地表高程變化。相位測量與解纏繞1相位測量精確測量兩路信號(hào)之間的相位差。2相位解纏繞消除相位模糊，恢復(fù)連續(xù)相位信息。3形變反演根據(jù)相位變化計(jì)算地表形變。干涉數(shù)據(jù)處理流程數(shù)據(jù)收集獲取兩幅或多幅SAR數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)預(yù)處理校正幾何誤差，對(duì)齊數(shù)據(jù)。干涉相位提取計(jì)算兩幅SAR數(shù)據(jù)之間的相位差。相位解纏繞消除相位模糊，恢復(fù)真實(shí)相位信息。地表形變反演根據(jù)相位變化計(jì)算地表形變。精度評(píng)估分析誤差來源，評(píng)估測量精度。干涉成像算法相位梯度法最小成本流法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法InSAR測量應(yīng)用高程測量測定地表高程，繪制地形圖。形變監(jiān)測監(jiān)測地表沉降、隆起等形變。環(huán)境監(jiān)測監(jiān)測冰川消融、海冰變化等環(huán)境變化。高程測量地形測圖形變監(jiān)測城市沉降監(jiān)測建筑物、橋梁等的沉降變形?；卤O(jiān)測監(jiān)測山坡、巖體的滑坡風(fēng)險(xiǎn)。冰川監(jiān)測1監(jiān)測冰川消融速度和冰川退縮趨勢(shì)。2評(píng)估氣候變化對(duì)冰川的影響。3預(yù)測未來冰川變化趨勢(shì)。海冰監(jiān)測15M海冰面積監(jiān)測海冰覆蓋范圍和面積變化。500K海冰厚度監(jiān)測海冰厚度變化。地震應(yīng)變測量應(yīng)變積累監(jiān)測地震斷層附近的應(yīng)變積累情況。1地震預(yù)警提供地震預(yù)警信息。2地震機(jī)制研究研究地震發(fā)生機(jī)制。3火山監(jiān)測1火山隆起監(jiān)測火山隆起和地面變形。2噴發(fā)預(yù)警提供火山噴發(fā)預(yù)警信息。3火山活動(dòng)研究研究火山活動(dòng)規(guī)律。InSAR數(shù)據(jù)處理軟件SARscape由意大利GammaRemoteSensing公司開發(fā)的專業(yè)SAR數(shù)據(jù)處理軟件。Doris由德國DLR開發(fā)的免費(fèi)開源軟件。GMT由美國斯克里普斯海洋研究所開發(fā)的地球物理繪圖軟件。數(shù)據(jù)收集與預(yù)處理數(shù)據(jù)獲取從SAR衛(wèi)星獲取原始數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)預(yù)處理校正幾何誤差，對(duì)齊數(shù)據(jù)。干涉相位提取計(jì)算兩幅SAR數(shù)據(jù)之間的相位差。生成干涉圖。提取干涉相位。相位解纏繞消除相位模糊。恢復(fù)連續(xù)相位信息。地表形變反演誤差分析與精度評(píng)估誤差來源大氣延遲、軌道誤差、相位噪聲等。精度評(píng)估評(píng)估測量精度，分析誤差影響。精度影響因素分析1數(shù)據(jù)質(zhì)量數(shù)據(jù)質(zhì)量影響測量精度。2算法選擇算法選擇影響測量精度。3環(huán)境因素大氣延遲、地形起伏等環(huán)境因素影響測量精度。大氣延遲補(bǔ)償1利用氣象數(shù)據(jù)或其他方法對(duì)大氣延遲進(jìn)行補(bǔ)償。2提高測量精度。軌道誤差校正1利用精確軌道信息對(duì)軌道誤差進(jìn)行校正。2提高測量精度。相位噪聲抑制濾波使用濾波方法抑制相位噪聲。插值使用插值方法填充噪聲數(shù)據(jù)。改進(jìn)算法與系統(tǒng)集成新算法開發(fā)更高效、更精確的算法。1系統(tǒng)集成將InSAR技術(shù)與其他技術(shù)集成。2利用多基線數(shù)據(jù)多基線干涉利用多基線數(shù)據(jù)提高測量精度。優(yōu)勢(shì)能夠更精確地測量地表形變。利用多偏振數(shù)據(jù)利用多偏振數(shù)據(jù)提高地表信息提取能力。識(shí)別不同類型的地表覆蓋。提高形變監(jiān)測的準(zhǔn)確性。利用多時(shí)相數(shù)據(jù)時(shí)間序列分析利用多時(shí)相數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間序列分析。優(yōu)勢(shì)能夠更全面地了解地表形變變化趨勢(shì)。利用多頻段數(shù)據(jù)1穿透能力利用不同頻段的雷達(dá)信號(hào)，穿透不同深度的介質(zhì)。2地表信息提取更豐富的地表信息。InSAR技術(shù)在區(qū)域監(jiān)測中的應(yīng)用城市沉降監(jiān)測1建筑物沉降監(jiān)測城市建筑物的沉降情況。2地面沉降監(jiān)測城市地面沉降情況?；卤O(jiān)測1風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估評(píng)估滑坡風(fēng)險(xiǎn)。2預(yù)警系統(tǒng)建立滑坡預(yù)警系統(tǒng)。地面裂縫監(jiān)測裂縫擴(kuò)展監(jiān)測地面裂縫的擴(kuò)展情況。災(zāi)害預(yù)警提供地面裂縫災(zāi)害預(yù)警。采礦區(qū)域監(jiān)測礦坑廢渣堆其他油氣田地表變形監(jiān)測5cm沉降監(jiān)測監(jiān)測油氣田開采引起的沉降變形。20mm隆起監(jiān)測監(jiān)測油氣田開采引起的隆起變形。水利工程監(jiān)測壩體變形監(jiān)測水利工程壩體變形情況。水庫水位變化監(jiān)測水庫水位變化情況。InSAR技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1高分辨率發(fā)展更高分辨率的SAR傳感器。2多頻段發(fā)展多頻段SAR傳感器。3多偏振發(fā)展多偏振SAR傳感器。4智能處理開發(fā)更智能的InSAR數(shù)據(jù)處理算法。新傳感器與平臺(tái)新型SAR衛(wèi)星發(fā)展更高分辨率、更精確的SAR衛(wèi)星。無人機(jī)平臺(tái)利用無人機(jī)平臺(tái)搭載SAR傳感器，提高數(shù)據(jù)獲取效率。新算法與處理方法深度學(xué)習(xí)算法壓縮感知算法并行處理算法國內(nèi)外研究進(jìn)展