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基于多卫星平台永久散射体雷达干涉提取三维地表形变速度场
  • ISSN号:0001-5733
  • 期刊名称:地球物理学报
  • 时间:2012.8.8
  • 页码:2598-2610
  • 分类:P225[天文地球—大地测量学与测量工程;天文地球—测绘科学与技术]
  • 作者机构:[1]西南交通大学遥感信息工程系,成都610031, [2]武汉大学卫星导航定位技术研究中心,武汉430079
  • 相关基金:973计划课题(2012CB719901); 国家自然科学基金(41074005); 教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-08-0822); 中央高校基本科研业务费专项资金(SWJTU11CX139 SWJTU10ZT02 SWJTU11ZT13)资助; 中国科学院遥感应用研究所与西南交通大学联合成立的“轨道交通工程遥感联合研究中心”的支持 感谢Infoterra GmbH公司和美国地质调查局为本研究分别提供了Terra SAR-X影像数据和数字高程模型(SRTM DEM),同时也感谢欧洲空间局和日本遥感数据中心分别为本研究提供了ENVIS ATASAR和ALOS PALSAR影像数据.此外,感谢中国科学院遥感应用研究所与西南交通大学联合成立的“轨道交通工程遥感联合研究中心”的支持.
  • 相关项目:融入大气改正的多波段PSInSAR及其应用于近海平原沉降漏斗监测
中文摘要:

永久散射体雷达干涉(PSI)技术及其应用于区域地表形变监测已成为雷达遥感领域的研究热点之一.使用单一卫星平台所获取的单侧视SAR影像时间序列进行PSI分析,仅能获取沿雷达视线(LOS)方向的一维地表位移信息.本文提出了基于多平台永久散射体雷达干涉提取三维地表形变速度场的模型与算法,其基本策略是:首先针对每一卫星平台的SAR影像时间序列进行PSI分析,并计算各地面目标沿LOS向的位移速度值,然后联合各平台所对应的LOS向位移速度值进行建模,并基于最小二乘方法解算各地面目标的三维位移速度分量.实验选取天津市西北部作为测试区,使用2007—2010年所获取的39幅TerraSAR-X影像、23幅ENVISAT ASAR影像和16幅ALOS PALSAR影像进行分析,经联合解算得到了该测试区域的垂直位移速度场以及南北向和东西向水平位移速度分量.与地面水准和已有GPS观测结果对比分析表明:多平台PSI的垂直位移速度场精度可达毫米级,而其水平位移速度分量与已有GPS结果基本一致.多平台PSI分析无需引入任何外部形变参考信息,便可以实现形变场的偏差校准和三维形变场的恢复.

英文摘要:

Research on persistent scatterer radar interferometry(PSI) and its application to regional deformation monitoring has become one of the focused topics in the radar remote sensing community.PSI analysis with time series of SAR images collected by a single side-looking mode from a single satellite platform can only reveal one-dimensional(1D) ground deformation along radar line of sight(LOS).This paper proposes the model and algorithm for extracting the three-dimensional(3D) deformation velocity field using a multi-platform PSI method.Its basic strategy includes two parts.The SAR images collected by each single platform are first used to estimate the LOS deformation velocity field by PSI analysis,and then all the 1D deformation velocity fields obtained from different platforms are combined to resolve the 3D deformation velocity field by least squares solution.For validation purpose,the northwestern part of Tianjin(China) is selected as the testing area,and 39 TerraSAR-X images,23 ENVISAT ASAR and 16 ALOS PALSAR images collected over this area between 2007 and 2010 are used to estimate the vertical deformation velocity field and the horizontal deformation velocities.Comparison with the ground-based leveling results and the existing GPS measurements indicates that the vertical deformation velocities derived by the combined solutions can reach a millimeter accuracy level,and the horizontal deformation velocities are in good agreement with those derived from GPS data analysis.The multi-platform PSI analysis can be used to calibrate the 1D deformation velocity field and to reconstruct the 3D deformation velocity field.

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期刊论文 22 会议论文 6 获奖 5 专利 1 著作 1
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期刊信息
  • 《地球物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国地球物理学会 中国科学院地质与地球物理研究所
  • 主编:刘光鼎
  • 地址:北京9825信箱
  • 邮编:100029
  • 邮箱:actageop@mail.igcas.ac.cn
  • 电话:010-82998105
  • 国际标准刊号:ISSN:0001-5733
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2074/P
  • 邮发代号:2-571
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,第二届国家期刊奖,中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰地学数据库,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国地质文献预评数据库,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),美国石油文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:31618