四川丹巴甲居滑坡动态变形过程三维系统监测及数值模拟分析

 受青藏高原地质构造作用的影响,我国西南山区分布着大量成因类型多、机制复杂、突发性强、变形破坏发展趋势难以预测、失稳后破坏性大等特点的堆积体滑坡。甲居滑坡为大渡河上游一巨型松散堆积体古滑坡局部复活,针对滑坡动态变形过程和失稳破坏迹象,综合采用GPS地表位移监测、干涉InSAR监测和深部位移监测(测斜仪),3种监测技术优势特点并相互结合构成三维系统监测网。根据监测成果分析,判别其当前为浅表层加速变形破坏和深部缓慢变形的演化阶段;研究其变形失稳模式为浅表层滑移–拉裂失稳破坏和深部蠕滑–拉裂变形的复合模式;并利用FLAC3D数值模拟滑坡在动态变形过程中滑坡体内的应力场、位移、塑性破坏区分布特征的变化。     

星载InSAR的基线长度研究

基线长度是决定干涉合成孔径雷达(InSAR)测高精度的关键量.长基线时误差传递系数小,利于测高精度,但基线过长会使系统相干性下降和处理难度增大.文中探讨了相干性和相位展开处理的机理,分析了基线长度与二者的关系,提出了一项衡量相位展开难度的指标,给出了利用SAR工作的侧视几何缓解相干性和相位展开难度对基线长度限制的2种处理方法及其效果.上述2种处理方法可允许InSAR系统采用更长的基线.     

改进的基于最大似然估计的多通道InSAR高程重建方法

在通过InSAR技术获取地表数字高程模型(DEM)的应用中,为了提高该技术对大斜坡或突变等复杂地形的测绘能力,解决单基线情况下的高度模糊问题,可以利用多通道(多频率或多基线)InSAR技术实现。该文比较了最大似然估计法(ML)和最大后验概率估计法(MAP)的性能,并在最大似然估计法的基础上增加了坏点判断和加权均值滤波的环节,通过聚类分析和与相邻点的关系来判断目标像素是否为误差比较大的坏点,然后再利用加权均值滤波的方法将这些坏点剔除。这样,既保留了ML估计法速度快的特点,又提高了DEM的精度。仿真结果表明,在相同条件下,该方法既能保持较好的精度,同时又大大提高了算法的运行效率,非常有利于大规模数据的处理。     

三基线毫米波InSAR的相位解缠及高程反演

场景内高程突变超过干涉雷达不模糊高程的一半时, 会导致常规相位解缠绕方法失效, 在毫米波段该问题尤为突出.研究了基于聚类分析的三基线毫米波InSAR相位解缠绕方法, 改进了聚类分析中直方图包络波峰选取策略.对场景中高程突变引起的阴影区域相位噪声较大的问题, 使用掩膜门限处理, 改善了聚类分析结果.计算机仿真结果和机载毫米波三基线InSAR实际数据处理结果验证了上述方法的有效性.     

星载InSAR复图像多级配准及其误差分析

复图像的配准是星载干涉合成孔径雷达(InSAR)数据处理中的重要步骤。对于星载InSAR复图像的配准,为了达到高的配准精度并同时保持较高的计算效率,需要采用多级配准的方法,即可先后采用几何配准方法、基于窗口的配准方法和基于频谱差别的配准方法来完成复图像的配准。首先讨论了三种算法的原理和处理方法,其中详细分析了基于频谱差别配准方法的原理。然后分析了各算法的误差,由于基于频谱差别配准影响最终的配准精度,分析了通过去噪来减少其误差。使用上述算法对仿真数据的处理结果验证了算法的有效性。     

InSAR相位解缠算法的分析与评价研究

相位解缠是合成孔径雷达干涉测量中的一个关键步骤,也是主要的误差源之一,同时也是研究InSAR的一个重点和难点。相位解缠算法的选取对InSAR最终的成果(DEM或者形变量)有很大的影响。文中选取常用的Goldstein枝切算法、预解共轭梯度法(PCG)以及最为流行的统计费用网络流算法(Snaphu)对西安地区的实例数据进行了解缠运算,采用不同的评价标准对解缠结果的质量进行了评价比较,并分析给出了各自解缠算法的特点和适用情况,最后对相位解缠算法的未来发展方向进行了展望。     

基于联合像素模型和WAVES的频InSAR相位融合

提出了一种基于联合像素模型和信号子空间加权平均方法(weighted average of signal subspaces,WAVES)的多频带InSAR自适应相位融合方法.首先,采用联合像素模型对各频带InSAR信号建模,然后,借鉴WAVES的思想对多频带信号子空间进行聚焦和加权,获得通用协方差矩阵,最后,利用窄带估计方法估计出绝对干涉相位.该方法可以在图像配准精度很差(可以允许达到一个分辨单元)的条件下获得稳健的干涉相位估计性能,仿真数据和SIR-C实际雷达数据验证了此方法的有效性.     

用InSAR研究地面形变场DEM的提取

介绍了InSAR提取DEM的基本原理,以Earhview InSAR的两种生成DEM数据处理模式处理ENVISAT卫星获取的巴姆地震影像数据,结果分别提取了巴姆地震同震形变场的DEM.对结果进行了对比分析,表明借助外部DEM可以提高提取的地面形变场DEM的精度.     

一种修正的Goldstein干涉图滤波方法

干涉图的相位噪声是相干性和视数的函数。因此,一个好的干涉图滤波器应同时考虑相干性和视数的影响。本文对在干涉图滤波中广泛应用的Goldstein滤波器进行改进,通过视数的引入,对滤波器的滤波参数进行修正,大大增强了滤波的自适应性。模拟数据和真实数据的验证说明新的滤波器在滤波效果上有明显的改善,具有更好的稳健性。     

InSAR相位解缠最小二乘算法的研究

相位解缠是干涉合成孔径雷达（InSAR）测量地形高程的重要步骤之一。由噪声和欠采样导致的相位不一致性问题是相位解缠的难点。本文分析了相位解缠最小二乘算法的原理和性质，总结了算法的优缺点。最后采用加拿大RadarSatl数据进行实验，验证了分析的结果。