Spaceborne InSAR techlonogy is an effective tool used for urban ground subsidence monitoring.However,but it proves to be problematic by monitoring mining subsidence and sliding. Dense vegetation coveragy and rapid large-scale ground moving,lead to a serious decorrelation scenario. In these cases,conventional D-InSAR(Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar,D-InSAR) using low-resolution data suffers from difficult phase unwrapping,the measurable displacemant value is also limited in a small range. How to implement the full-scale ground surfase deformation monitoring in mining area becomes a considerable scientific issue. This proposal aims to make some progress in the following aspects: to realize the high-precise monitoring for slow and small ground deformation by use of integration of high-resolution Spaceborne SAR and GB-SAR interferometry; to approach a new method of ground deformation measurement for large-scale movements and gradient by means of offset-tracking based on local covariance function and an innovative InSAR method "CR Based subband-InSAR". The CR Based Subband-InSAR can extend the original small radar carrier wavelength to a large virtual wavelength, and increase the displacement ambiguity, so reduce or eliminate the phase unwrapping process; finally, to investigate the fusion of the results from spaceborne SAR and GB-SAR interferometry for estimating the three dimentional deformation vector in mining area. It is expected that the achievements of the project may provide a theoretical and practical suppot to construct a flexible full-scale three dimentional InSAR ground surfase deformation monitoring system.
InSAR技术用于矿山开采沉陷与滑动测量比城市地面沉降监测更复杂。植被覆盖或大尺度地表沉滑会导致严重的雷达失相干,使得中低分辨率SAR差分干涉相位解缠困难,矿区塌陷甚至超出其可测量程,无法得到从毫米级形变到数十米形变的全尺度矿山沉滑结果。实现地表大小尺度形变有效监测已成为InSAR研究者关注的重大科学难题。本课题拟利用高分SAR的宽带宽、高回波强度等特性,研究联合高分SAR和地基SAR等数据的差分干涉方法,实现开采地表微小形变量测;研究基于互协方差函数的Offset-Tracking方法和结合CR的高分SAR数据的子带差分干涉技术,后者利用扩大虚拟波长和形变模糊度,减轻或避免相位解缠,解决包括严重植被覆盖地表的大尺度沉滑监测问题;研究星载SAR与地基SAR监测结果的融合,优化空间三维形变矢量,形成一套数据和方法的融合理论,为构建一个能应对矿山全尺度三维InSAR沉滑监测系统奠定理论基础。
本课题利用高分SAR的宽带宽、高回波强度等特性,研究高分SAR和地基SAR等数据及融合其他测量数据的差分干涉方法(SBAS、PS、DS、CRINSAR等),实现了开采地表微小形变高精度量测;研究了基于互协方差函数的Offset-Tracking方法和结合CR的高分SAR数据的子带差分干涉技术,扩大虚拟波长和形变模糊度,减轻或避免相位解缠,解决了包括严重植被覆盖地表的大尺度沉滑监测问题;研究星载SAR、地基SAR监测结果与其他测量数据的融合方法,优化了空间三维形变矢量,形成一套数据和方法的融合理论,构建一个能应对矿山隧道、滑坡及深基坑等全尺度三维InSAR沉滑监测系统,研制了矿区沉陷监测预警系统和地表形变安全预警监测系统。对植被覆盖或大尺度地表沉滑会导致严重的雷达失相干地区,及中低分辨率SAR差分干涉相位解缠困难地区,基本可以得到从毫米级形变到数十米形变的全尺度沉滑结果。实现了地表大小尺度形变的有效INSAR监测:进行了基于平滑样条PSInSAR大气效应分离,RS分析法对矿区地表沉陷预测,基于DORIS软件实现哨兵卫星TOPS模式影像的几何配准和增强谱分集优化配准处理;在地基SAR方面,针对其PS点选取局限性,提出了一种基于平均相干系数、振幅离差指数、估计信噪比、位移标准差的多重阈值优化的PS点选取方法,其选取结果的稳定性和质量都优于单一模型,提出了PS大气矫正法,采用大气矫正模型解算各PS点大气相位影响量,提高了形变监测结果。应用子带干涉技术获得了唐洞煤矿地表方位向位移,与同期GPS监测数据进行对比,进一步验证了子带干涉技术的形变监测能力,并用子带干涉技术将距离向宽带频谱分解成多个频带,然后进行干涉处理,实现了子带干涉高精度形变监测。
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数据更新时间:2023-05-31
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