分布式卫星InSAR系统参数的优化设计

利用分布式卫星干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)系统可以获取数字高程图(Digital Elevation Model,DEM),要得到高精度的DEM,需要对该系统参数进行优化设计.本文在综合考虑各种去相关因素下,详细研究了分布式卫星InSAR系统干涉信号的相关性,给出了分布式卫星InSAR系统参数的优化设计准则,利用该准则对视角、信号带宽和基线进行了优化设计,并证明了单视和多视处理下优化设计结果的一致性.     

分布式卫星InSAR目标定位近似闭式解

研究了利用分布式卫星干涉合成孔径雷达系统(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)生成数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)的三维目标定位方法．相比重复航过InSAR系统,分布式卫星InSAR系统中的副雷达工作于双基模式,其雷达成像几何较为复杂,难以求取分布式卫星InSAR三维目标定位方程的闭式解．针对分布式卫星InSAR目标定位问题,提出一种联合主图像成像几何的辅图像等效相位中心法．在此基础上给出了分布式卫星InSAR三维目标定位方程的高精度近似闭式解．理论分析及仿真实验结果验证了求取的近似闭合形式解的精确性．     

利用InSAR技术获取南昆仑DEM

合成孔径雷达干涉测量(InSAR,Synthetic Aperture Radar Interferometry)是一种获取地面数字高程模型(DEM)和探测地面微小形变的新技术。本文介绍了荷兰Delft理工大学开发的Doris软件生成DEM的流程,分析了InSAR技术生成DEM的误差源,并利用南昆仑地区的数据获取了该区的数字高程模型,最后将获取的DEM与SRTM DEM进行了精度比较分析,认为在植被稀少区用InSAR技术获取的DEM完全能满足常规地形图的精度需求。     

基于相位梯度的干涉条纹图配准方法

利用单基线InSAR系统对同一地区进行重复观测,是获取多基线干涉数据的一种现实可行的途径.单基线InSAR系统单次航过形成的SAR图像对具有高相干性,利用传统的图像配准方法容易实现配准.然而,多次航过获得的SAR图像存在严重的时间去相干和基线去相干,配准难度很大.但是,多次航过形成的干涉相位图对应于同一数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),因此,多次航过产生的DEM中必然存在相干信息.基于此,提出了一种对干涉相位图的配准方法,此方法充分利用相位梯度信息,解决了单基线InSAR多航过数据处理中的干涉条纹图配准问题.计算机仿真结果验证了本方法能够有效地配准单基线InSAR系统多次航过所获得的干涉条纹图.     

基于InSAR的济宁矿区沉降精细化监测与分析

针对矿区沉降监测的需求,分析了雷达干涉测量(InSAR)技术在济宁矿区沉降精细化监测中的应用.分析了InSAR技术在矿区沉降监测中存在的技术难点,建立了适合于矿区沉降监测的InSAR实用化数据处理流程及方法,提出了由粗到精的精细化监测策略.以济宁矿区为实验区,采用L波段的PALSAR(phased array type L-band synthetic aperture radar)雷达数据和双轨法差分干涉测量方法,构建了6个干涉对,获取了矿区的InSAR形变图,得到了多个由于地下采煤造成的沉降漏斗;对其中的葛亭煤矿进行了精细化分析与解译,生成了矿区沉降的等值线图及三维形变图;采用精密水准数据对InSAR测量结果进行了可靠性及精度的验证.结果表明:L波段雷达数据和双轨法差分干涉测量技术非常适合矿区大形变的沉降监测,其监测精度可以达到厘米级.     

分布式卫星InSAR系统的DEM定位方法

分析给出了分布式编队卫星干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)系统一发多收及自发自收工作模式下的目标定位方程,成功将经典Mora方程应用于分布式编队卫星InSAR系统原始数字高程模型DEM(Digital Elevation Model)的解算中,分析指出了传统Mora方程所存在的问题,并对其进行了修正.对工程实际中所采取的沿距离向分块处理策略进行了阐述,详细分析了该处理策略带来的DEM定位误差.基于TanDEM-X系统典型参数的仿真实验结果验证了本文理论分析的正确性.     

双像法与单片法生成DOM的比较

数字正射影像图DOM是利用数字高程模型(DEM)对经扫描处理的数字化航空像片或高空采集的卫星影像数据,逐像元进行投影差改正、镶嵌,按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数字正射影像数据集。本文主要是对在全数字摄影测量系统中采用双像立体测量的方法和在普通微机上采用单片数字微分纠正的方法生成数字正射影像图DOM进行对比分析,涉及到基本原理、生产流程、质量控制、精度比较、优缺对比、应用条件等六个方面的内容,为需要使用DOM的工程单位合理选择一种方法提供参考知识。     

基于Sentinel-1A雷达影像的DEM提取方法

合成孔径雷达干涉测量是一种提取数字高程模型、探测地表形变的新技术,近年来已成为快速获取精确DEM的重要手段.以Sentinel-1A雷达影像为数据源,基于InSAR技术提取日本四国岛地区的DEM.结果表明,利用InSAR生成的DEM总体上符合该地区实际地形.基于InSAR技术的Sentinel-1A雷达影像反演DEM在日本四国岛地区是行之有效的.     

有源相控阵天线在机载SAR中的若干问题分析

有源相控阵天线可多模式灵活工作的特点,为新体制多功能机载SAR侦察系统的发展提供了有利条件.针对有源相控阵天线在机载InSAR系统中的应用问题,给出了顺轨多频多孔径InSAR的几种工作模式和信号处理形式,分析了InSAR系统的天线安装方式、通道幅相一致性、天线辐射中心稳定性及系统定标问题,给出了一些分析实例和仿真计算的结果.     

InSAR中DORIS基线估计方法的改进

雷达干涉测量中基线估计精度直接影响到合成孔径雷达干涉测量(InSAR)的精度.针对DORIS(the delft object-oriented radar interferometric software)软件采用的基线估计方法,在考虑地球参考椭球半径在不同纬度地区的差异时,分析了基线估计方法的差异,提出相应的改进方法,对干涉影像不同扫描行的基线进行了多参数-多项式拟合,最后使用德国波恩地区的数据进行验证.结果表明:当考虑参考椭球半径在不同纬度差异时,能够显著提高基线估计的精度;而对基线的拟合则可以提高基线估计的速度.     

基于LIDAR点云数据插值方法研究

利用机载LIDAR技术可以获取高精度﹑高密度的三维坐标数据,并生成三维立体模型,构建用户感兴趣的DEM和DSM,如今需要快速高效的处理LIDAR点云数据,研究和探讨最合适的插值方法就显得特别重要,本文着重研究了不同插值算法的特点。     

JX-4C数字摄影测量工作站对DEM和DOM的制作

文章介绍制作数字高程模型(DEM)和数字正射影像图(DOM)的基本要求、生成方法和检查内容.     

基于机载InSAR干涉相位的高层建筑重构

通过分米级高分辨SAR能够提取城市更细致的细节信息,特别是结合InSAR技术,能够获取个体建筑的三维信息和其他信息。国内城区中分布着大量的高层建筑,因此在大城市和城镇中心的城市规划中,获取高层建筑的三维信息非常重要。该文首先分析高层建筑在分米级InSAR中的投影分布特性;在此基础上,依据干涉相位图中的高层建筑特性,通过建筑检测、墙体提取和三维参数估计的逐层处理方法,实现基于InSAR干涉缠绕相位的城市场景高层建筑的三维信息重建。并采用机载N-SAR系统录取的城市实测数据验证了该方法的可行性。     

基于无人机倾斜摄影的嘉兴老城区住宅识别

为了应对老城区房屋数据信息不足、获取不便的问题,提出利用无人机（UAV）倾斜摄影测量技术实现老城区住宅自动识别的方法. 根据老城区典型多层住宅的外立面特征,确定出阳台构造、立面朝向和房屋长宽比3个参数控制的住宅判别标准. 通过无人机摄影测量获取嘉兴研究区的密集匹配点云、数字正射影像（DOM）和数字表面模型（DSM）数据. 融合DOM及DSM数据提取单体建筑轮廓,分割出单体房屋点云. 基于RANSAC算法提取房屋立面点云并确定立面朝向,根据立面的点云空间分布判断立面长度及阳台构造. 试验表明,在研究区应用该方法识别典型住宅的准确率可以达到90%.     

一种基于GVF-Snake模型边界探测的相位解缠算法

针对矿区沉降监测中低相干和强噪声下出现相位不连续、条纹间断等导致的InSAR(Interferometric SAR)监测可靠性不高等问题,提出了一种基于GVF-Snake(gradient vector flow snake)模型干涉条纹边界探测的相位解缠方法.该算法利用GVF-Snake模型对沉降漏斗区的干涉条纹进行边缘检测获取干涉条纹的边界,对检测边界内的像元按照相关准则进行解缠绕,通过改进的中值滤波方法消除孤立点.以济宁矿区为实验区,采用日本ALOS PALSAR真实雷达数据进行矿区沉降监测以验证新解缠算法的有效性,利用两组实验数据分别采用基于GVF-Snake模型的边界探测解缠算法与最小费用流等其它5种解缠算法进行对比实验与分析.结果表明:所提算法在干涉条纹质量较好的情况下与其它解缠算法高度一致,以MCF(minimum cost flow)最小费用流解缠方法作为评价标准,新方法解缠精度可以达到±0.005 8rad;在干涉条纹间断、噪声影响严重的情况下,可以实现InSAR矿区沉降漏斗的正确相位解缠,从而保证InSAR矿区大量级沉降监测的可靠性及精度.     

高效三维遥感信息获取技术的研究

分析了现有三维信息获取技术的现状.随着社会变化的快速需求,体现出了这种获取模式的最大弊端,即其时效性远远满足不了现代社会的应用需求.高分辨率卫星和机载激光扫描技术的出现恰恰弥补了这个不足,开辟了高效三维信息获取的新途径.高分辨率卫星影像不仅能提供具有丰富光谱信息的高质量影像,有的还直接提供DTM(Digital Terrain Model,数字地面模型)数据.激光扫描技术是获取地面三维信息的有效途径.实践表明,高效三维信息获取技术已在许多领域取得了较好的应用效果.     

InSAR基线要素对测高精度影响分析

基线在干涉合成孔径雷达中,从干涉相位到数字地面模型(DEM)的生成,都扮演着重要角色.在星载重复轨道单天线系统中,基线被定义为2次飞行中天线的相对位置和时间关系:它们的相对位置为空间基线,相对时间为时间基线.基线长度和倾角的微小误差都会引起地形高度较大的误差.基线的不同投影方式决定了基线的不同表达形式.分析了基线的不同表达方式及其之间的相互转换关系,讨论了基线的不同表达形式对测高精度的影响,并利用ERS数据进行了仿真.     

InSAR基线要素对测高精度影响分析

基线在干涉合成孔径雷达中,从干涉相位到数字地面模型(DEM)的生成,都扮演着重要角色.在星载重复轨道单天线系统中,基线被定义为2次飞行中天线的相对位置和时间关系它们的相对位置为空间基线,相对时间为时间基线.基线长度和倾角的微小误差都会引起地形高度较大的误差.基线的不同投影方式决定了基线的不同表达形式.分析了基线的不同表达方式及其之间的相互转换关系,讨论了基线的不同表达形式对测高精度的影响,并利用ERS数据进行了仿真.     

基于卫星InSAR技术的地质灾害隐患点探测与形变分析

地质灾害的频繁发生直接或间接地给自然环境和社会带来了不可逆转的巨大危害,近年来我国也在不断加强地质灾害早期识别和防治的力度.合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术以其全天时、全天候、高精度、大范围监测的优势,成为一种重要的形变监测手段.本文以贵州省黔东南州地质灾害隐患排查为例,采用差分干涉测量(D-InSAR)和小基线集(SBAS)时序InSAR技术分别处理了ALOS-2/PALSAR-2和Sentinel-1雷达数据.选取具有代表性的4个隐患点区域重点讨论,结果展示了D-InSAR在大范围地表形变探测以及SBAS在高精度形变监测中的优势,同时表明两种方法在地质灾害隐患普查中可以互相补充,提升地灾隐患的识别能力.此外,获取的隐患点雷达视线方向累积形变序列和平均形变速率,可为贵州省地质灾害防灾减灾提供有价值的参考.     

基于ArcGIS和VTK的等高线地形图三维可视化研究

提出一种由等高线地形图生成三维地形图的方法.首先对等高线地形图进行数字化处理,获取离散点高程数据,并采用克里金插值法获取数字高程模型;然后以Visual Studio 2008为开发平台、VTK(Visualization Toolkit)为工具生成三维地形;最后用实例验证了所提方法的有效性.