永久散射体干涉测量关键技术研究

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合成孔径雷达干涉测量(InSAR)作为雷达遥感的一个重要分支,在过去几十年里得到了前所未有的发展,已经成为研究的热点之一。它具有数据获取可以全天时全天候进行、测量结果特别是形变监测精度高的特点,但噪声严重、去相关、大气影响都会制约其实际测量的精度。PSInSAR(PermanentScatterInSAR永久散射体干涉测量)技术则是在此背景下发展起来的,暨在通过研究同一地区不同时间的序列图像,提取出性质保持稳定的点,并在处理中仅仅关注这些PS点上的相位信息,不但可以检测地表的微小运动速度,还可以计算出DEM的误差和大气效应的影响值。目前国内外已经开展了一些相关的研究,并且有了不少成果发表。 本文在北京大学微波遥感实验室关于InSAR研究的基础上,接着研究PSInSAR技术的发展,归纳总结了PS技术的基本理论和实际应用,并着重对PS技术的关键处理步骤——公共主图像的选择、PS候选点(PSC)的提取做了分析和研究。 通过实际数据处理研究,总结了选择公共主图像的方法,能根据输入图像的参数和建立的数学模型快速有效地选择公共主图像,并对两组采用不同公共主图像的数据结果进行了对比,证明了此方法有效性。 在PSC的提取方面,本文首先检验了相干性的方法,其次检验了幅度值偏移指数方法。通过试验证明了仅仅利用幅度值偏移指数的不足,必须要引入幅值阈值来排除那些水体或者阴影中的点。这些点的偏移指数虽然低,但却不是我们要找的PSC点,如果仅仅通过偏移指数来选择的话就会把这些点误选进来。 本文还提出了置信度阈值的概念,并推导了偏移指数阈值和图像数目N以及置信度阈值的关系。可以看出当N的值增大时,置信度阈值的作用会相应的减小,而当N较小时它的作用则不能忽视,它能有效的防止统计估算偏差的影响。本文通过实际数据验证了置信度阈值的作用(处理的图像总共只有11幅),试验结果证明这个阈值是有效的。最后对用不同的参数得到的结果进行了综合比较,给出了各个阈值的推荐值。 本文的研究结果对PSInSAR技术的前期数据处理提供了有效的方法和一定的精度保证,对继续研究PSInSAR起了很好的铺垫作用。
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