城市建构筑物形变的双极化Sentinel-1雷达遥感监测
编号:3797
访问权限:私有
更新:2023-04-20 22:16:08
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口头报告
摘要
不同极化合成孔径雷达(SAR,Synthetic Aperture Radar)数据对城市建构筑物具有不同极化响应,利用SAR极化信息可提升InSAR技术城市建构筑物形变监测能力。受益于Sentinel-1数据免费开放获取的政策,其已被广泛地应用于全球各大城市建构筑物形变监测及风险评估。但目前大多数应用仅仅利用单极化(VV极化)SAR数据进行城市建构筑物形变监测,对Sentinel-1数据包含的双极化信息并未充分地进行挖掘和利用。针对上述问题,课题组基于时序双极化Sentinel-1数据,利用三种极化时序InSAR技术对北京、上海和墨西哥城建构筑物进行形变监测及分析研究。
(1)利用基于DA的极化时序InSAR技术对干涉图进行极化优化后,干涉图相位质量得到提升;高质量像元比例明显增加,形变监测点密度有显著提升,相比于单极化数据结果,墨西哥城和北京市监测点密度分别提升88%和50%。更高的监测点密度使部分区域双极化数据反演地表形变的准确性更高,与单极化Sentinel⁃1数据相比,利用双极化Sentinel⁃1数据进行城市地表形变监测可得到监测点密度更高、可靠性更好的结果。
(2)提出了一种自适应极化时序InSAR技术方法。该方法针对研究区永久散射体和分布式散射体不同特点,基于不同优化准则分别进行自适应极化优化,得到极化优化干涉图并进行地表形变监测。以上海市浦东国际机场为研究区,基于34 景双极化Sentinel-1影像进行了实验。结果表明,所提出方法在降低干涉图相位噪声、提升干涉质量的同时较好地保持了地物边缘细节,相较于常规的时序InSAR技术,提出技术获取的变形监测点密度分别提高了103.0%和30.8%,可更详细地监测机场区域变形状况。
(3)提出了一种高效极化时序InSAR方法,即TP-ESM。该方法通过对VV和VH极化通道干涉图加权平均来优化干涉图。与其它两种极化时序InSAR技术(TP-MSM和ESPO技术)一起,使用北京46景Sentinel-1影像对提出方法有效性进行了测试。结果表明,提出TP-ESM技术与ESPO在高质量像元上可获得相似的优化干涉相位;TP-ESM和ESPO相对于传统的时序InSAR方法(使用VV数据)实现地面形变监测点密度的提升分别为35%和43%。因TP-ESM相对于ESPO的计算耗时可忽略不计,故其在干涉图的优化和地面变形的监测方面都表现得相当好。此外,提议的TP-ESM在分布式散射体相位优化上的表现优于ESPO。
关键词
城市建构筑物形变监测,InSAR技术,双极化Sentinel-1数据,雷达遥感
稿件作者
赵峰
中国矿业大学
张雷昕
中国矿业大学
王腾
中国矿业大学
张玉璇
中国矿业大学
闫世勇
中国矿业大学
汪云甲
中国矿业大学
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