InSAR干涉测量—SBAS指导手册
InSAR干涉测量解析
二、InSAR基本原理及过程
二、InSAR基本原理及过程
真实孔径雷达向侧方发射由实际天线决定波束宽 度的脉冲电磁波，然后接收从目标返回的后向散射波。
目标的位置在距离向是反射脉冲返回先后排列记 录成像；在方位向则通过平台的前进，按平台行进的 时序成像。
二、InSAR基本原理及过程
InSAR
合成孔径雷达是在真实孔径侧视雷达的基础上发展起来 的一种高分辨率雷达。它在距离向上采用脉冲压缩技术来获取 高分辨率；在方位向采用合成孔径技术，不仅可以利用较短的 天线来获取高分辨率影像，而且克服了航高对方位向分辨率的 影响，极大地扩展了测试雷达的应用领域。
InSAR干涉测量
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一、InSAR概述 二、InSAR基本原理及过程 三、InSAR在摄影测量与遥感中的应用
一、InSAR概述
一、InSAR概述
InSAR
合成孔径雷达干涉测量技术（INSAR，Interferometric Synthetic Aperture Radar）是利用雷达成像传感器获取被测对象 具有相干性的复数图像信息，并通过图像配准、干涉图滤波、相位 解缠、基线估计、相位高程转换等处理环节，由干涉相位反演地形 信息或者形变信息的理论和技术。
三、InSAR在摄影测量与遥感中的应用
InSAR生成DEM——SRTM
SRTM系统获取的雷达影 像的数据量约9.8万亿字节，经 过两年多的数据处理，制成了 数字地形高程模型（DEM）。 SRTM产品2003年开始公开发 布，经历多修订，目前最新的 版本为V4.1版本。
三、InSAR在摄影测量与遥感中的应用
干涉图计算：根据匹配模型，对辅影像的复数值（包括振幅和相位）进行 重采样，并逐点把主影像的复数值和辅影像的复共轭相乘，计算出干涉相 位，该相位值为相位差的主值，并在[-π，π)区间内。
SBAS-InSAR原理
N+1
N+1
2 ≤M≤N 2
1 多卫星平台MT-InSSABARS地原表理形变监测
假设所有的差分干涉图都经过正确的相位解缠，且解缠后的相位都被校正到 某个形变趋势稳定或者形变信息已知的高相干点像元上。
数 记任意时刻 ti(i = 1, … , N) 相对于初始时刻 t0 的差分干涉相位为 φ(ti)，其中
学 φ(ti) 为未知参数。
原 理
记通过数据处理得到的差分干涉相位为 δΦ(tk)(k = 1, … , M)，其中 δΦ(tk)
为已知观测量。则有如下两个时间序列：
φ ti = φ t1 , … , φ tN T δΦ tk = δΦ t1 , … , δΦ(tM) T
1 多卫星平台MT-InSSABARS地原表理形变监测
k
≤
IEk
(k = 其他
1,
…
,
M)
通过对矩阵B进行奇异值分解，便可求得LOS方向平均相位速率的最小范式最 小二乘解，然后再进一步求解出各个影像获取时刻的累积地表形变量。
数
Aφ = δΦ
学 原 理
上式中，矩阵A是一个M×N维近似关联矩阵(incidence-like matrix)，它可 直接由已知的差分干涉图获取得到。
在实际情况中，N+1景SAR影像通常会被划分到若干个短基线集中（即 L≥2），此时，矩阵A的秩为N-L+1，即 ATA 是个奇异矩阵（不可逆矩
阵），因此上述方程有无穷多个解。
学
φ = A+δΦ A+ = VS+UT
原
理
上式中， UT 为矩阵U的转置矩阵， A+ 、 S+ 分别为矩阵A、S的广义逆矩阵。
sbas-insar技术原理
sbas-insar技术原理
SBAS- InSAR（Synthetic Aperture Radar Interferometry）是一种结合了周围站点观测数据和合成孔径雷达干涉测量技术的地表形变监测方法。
它基于卫星合成孔径雷达（SAR）传感器获取的多轨道、多天线的雷达图像，通过利用两幅或多幅雷达图像之间的相干性进行干涉分析，得到地表形变信息。
SBAS- InSAR技术原理如下：
1. 多轨道、多天线观测：卫星合成孔径雷达传感器可以通过设定多个轨道和多个天线进行观测。
多轨道观测可以提高数据时序性，多天线观测可以提高数据的方向和相干性。
2. 干涉分析：将多个雷达图像进行干涉分析，利用雷达波束之间的相位差异来获取地表形变信息。
这是一种非接触式的测量方法，可以实现对地表变形的高精度监测。
3. 多站点数据：SBAS- InSAR使用了来自周围站点的差分干涉测量数据。
这些站点通常是GPS或InSAR观测站点，它们提供了额外的观测数据，有助于减小大气误差和系统误差对测量结果的影响。
4. 非线性时间系列分析：SBAS- InSAR利用稀疏覆盖的季节性测量数据来进行非线性时间系列分析。
这种方法可以提取地表形变的长期趋势和短期变化，以及探测到的地下流体运动等信息。
通过使用SBAS- InSAR技术，可以实现对地表的形变监测，
广泛应用于地壳运动、地表沉降、地震研究、岩溶沉降等领域。
InSAR干涉测量
三、InSAR在摄影测量与遥感中旳应用
InSAR、D-InSAR在地面沉降监测中旳应用
作为一种新兴旳地面形变研究措施，InSAR技术在地面沉降监测方 面发挥了愈来愈明显旳作用，国内外已经有诸多实例。Biegert等（1997） 应用不同卫星在美国加利福尼亚州Belridge和Lost山油田反复测量旳合 成孔径雷达数据对该区旳地面沉降进行了研究，成果显示70天内沉降量 到达6厘米，此成果与该区每年30厘米旳地面沉降速率相吻合。Marco van der (2023)对该油田地面沉降旳研究也证明了InSAR技术用于地面沉 降旳可行性。李德仁等（2023）利用欧空局ERS-1和ERS-2相隔1天旳 反复轨道SAR数据，经过差分处理对天津市地面沉降进行研究，得到反 应地面沉降大小及分布旳干涉条纹图。此图与1995～1997年反复水准测 量求得旳地面沉降等值线图比较，具有明显旳一致性和相同性。
三、InSAR在摄影测量与遥感中旳应用
InSAR在海洋遥感中旳应用
2、在海洋油气勘探中旳应用 SAR资料可用来监测海洋油污染。合成孔径雷达获取旳是二维影像，影像旳亮度即反应了海表微波
散射信号旳特征。因为微波旳全天候、全天时、高辨别率旳特点，人们一般就用微波来监测油污。目前 用来评估油污旳SAR资料主要来自加拿大旳RADARSAT-1和欧空局旳ENVISAT。2023年11月19日，一 艘装载近7万吨旳已失事旳油轮——Prestige在西班牙西北海岸100Km处失事淹没，11月17日由 ENVISAT搭载旳ASAR资料得到其油污扩散情况。因为风旳作用，油污已扩散到周围。
二、InSAR基本原理及过程
InSAR高程反演
h H R cos 90
在三角形A1 A2P中 R2 R2 B2 2RB cos cos R2 B2 (R R)2
InSAR干涉测量解读
二、InSAR基本原理及过程
二、InSAR基本原理及过程
真实孔径雷达向侧方发射由实际天线决定波束宽 度的脉冲电磁波，然后接收从目标返回的后向散射波。 目标的位置在距离向是反射脉冲返回先后排列记 录成像；在方位向则通过平台的前进，按平台行进的 时序成像。
二、InSAR基本原理及过程
InSAR
合成孔径雷达是在真实孔径侧视雷达的基础上发展起来 的一种高分辨率雷达。它在距离向上采用脉冲压缩技术来获取
一、InSAR概述
InSAR的发展方向
1.组网、编队InSAR 2.高分辨率、大幅宽
3.多极化InSAR
4.双\多（天线）基线InSAR 5.多波段InSAR
6.阵列SAR
7.小型化、轻型化 8.InSAR图像超分辨率
一、InSAR概述
D-InSAR
D-InSAR（Different InSAR，差分干涉）技术是在InSAR的基础上发 展起来的，它以合成孔径雷达复数据提供的相位信息为信息源，可从包含 日标区域地形和形变等信息的一幅或多幅干涉纹图中提取地面目标的微小 形变信息。D-InSAR具有高形变敏感度、高空间分辨率、几乎不受云雨天 气制约和空中遥感等突出的技术优势，因而有人认为它是独特的基于面观 测的空间大地测量新技术，可补充已有的基于点观测的低空间分辨率大地 测量技术如全球定位系统（GPS）、甚长基线干涉（VLBI）和精密水准等， 从而可以揭示出更多的地球物理现象，最终为地球物理学提供一种全新的 动态研究途径。
三、InSAR在摄影测量与遥感中的应用
InSAR生成DEM——SRTM
SRTM(ShuttleRadarTopographyMission)即航天飞机雷达地形 测绘使命。航天地形测绘是指以人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞 机等航天器为工作平台，对地球表面所进行的遥感测量。以往的航 天测绘由于其精度有限，一般只能制作中、小比例尺地图。SRTM则 是美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）以及德国 与意大利航天机构共同合作完成联合测量,由美国发射的“奋进”号 航天飞机上搭载SRTM系统完成。本次测图任务从2000年2月11日开 始至22日结束，共进行了11天总计222小时23分钟的数据采集工作， 获取北纬60度至南纬56度之间总面积超过1.19亿平方公里的雷达影 像数据，覆盖地球80%以上的陆地表面。
sbas-insar概念
sbas-insar概念SBAS-InSAR是该领域中一项常用的技术，它是基于Synthetic Aperture Radar (SAR) 数据的一种土地表面变形监测方法。
SBAS-InSAR采用一种称为Small Baseline Subset（SBAS）的数据处理技术，可以有效地降低SAR数据处理的噪声和误差，从而提高土地表面变形的监测精度。
以下是更详细的介绍。
首先，SAR是一种主要用于遥感和监测土地表面变化的技术。
与传统的光学遥感技术不同，SAR使用雷达信号，可以在任何天气和照明条件下获取地表满足雷达频率的反射波，这是它的一个重要优势。
在SAR成像过程中，SAR仪器将发射连续波雷达信号，经过地表反射后接收回波信号，然后进行处理并生成图像。
通过对大量的SAR图像进行监测分析，可以实现对地表的变形和变化的监测。
其次，InSAR是一种SAR数据处理方法，可以用来监测地表高程变化和形变。
InSAR成像基于雷达干涉法的原理，即利用来自两个或多个时间点的SAR数据之间的干涉信号，计算得出地表高程变化和形变。
这种方法的一个重要优势是可以高精度地监测到地表形变，尤其是对于沉降、地震和地表裂缝等地表变形异常非常有效。
最后，SBAS-InSAR是一种通过联合InSAR和SBAS技术的方法，用于有效监测地表形变。
SBAS技术是一种基于选择一组更小的幅度基线来进行InSAR处理的方法。
这种方法利用长时间序列的SAR数据，通过选择相邻时间点间距较小的数据基线，来消除干扰信号和噪声。
SBAS-InSAR同时应用了InSAR和SBAS技术，从而可以实现更高精度的地表监测。
总的来说，SBAS-InSAR是一种强大的技术，可以用来监测各种地表形变过程，包括地震、地裂缝和矿区沉降等。
这项技术的应用范围非常广泛，例如在城市规划、水资源管理、矿业开采和环境保护等领域都有重要的应用。
用SBAS-InSAR技术进行沉降观测的可行性研究
测绘与空间地理信息GEOMATICS & SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY第44卷第5期2021年5月Vol.44，No.5May ， 2021用SBAS-InSAR 技术进行沉降观测的可行性研究徐靖淼，徐锋(大连理工大学城市学院，辽宁大连116000)摘要：我国在2016年8月发射了“高分三号”卫星，为短基线差分干涉测量技术(SBAS-InSAR )的应用提供了条件。
SBAS-InSAR 是一种利用较短时间和空间基线的影像干涉处理技术。
从趋势上来说，SBAS-InSAR 在进行长时间缓慢的沉降监测作业时有很大优势，可与多种技术相结合，完成复杂地况的沉降监测工作。
传统方式进 行沉降观测存在工作量大、范围小、工作周期长等困难，在范围较大、地形较复杂的地区进行测量有一定的局限 性。
为验证用SBAS-InSAR 进行沉降观测的可行性，本文利用SBAS-InSAR 技术和传统方式对大连市东港以及其他部分地区进行沉降监测，并将两种测量方式所得的数据结果进行对比，从而验证SBAS-InSAR 沉降观测的精 度和准确度。
关键词：SBAS-InSAR ；沉降监测；大连市中图分类号:P25 :TB22文献标识码：A 文章编号：1672-5867( 2021) 05-0077-05Feasibility Study on Settlement ObservationUsing SBAS-InSAR TechnologyXU 」ingmiao , XU Feng(Dalian University of Technology City College , Dalian 116000, China )Abstract :China launched the Gaofen-3 satellite on August 2016, providing conditions for the application of SBAS-InSAR technology.SBAS-InSAR is an image interference processing technique that utilizes short time and space baseline. In terms of trend , SBAS-In- SAR has a great advantage in carrying out long-term slow settlement monitoring operations and can be combined with a variety of tech nologies to solve the settlement monitoring work in complex ground conditions. The traditional method of settlement observation hassome difficulties such as heavy workload, small scope, and long working cycle, and has some limitations on the measurement in some areas with large scope and more complex terrain. To verify the feasibility of using SBAS-InSAR for settlement observation, we usedSBAS-InSAR technology and traditional methods to monitor settlement in Donggang of Dalian, and other parts of the city. The data ob tained by the two measurement methods were compared to verify the accuracy and precision of SBAS-InSAR settlement observations.Key words :SBAS-InSAR ； land subsidence monitoring ； Dalian0 引 言随着人类社会的发展，地表形变问题日益突出并且 引起了社会的广泛关注。
sbas-insar技术原理及其在地壳形变监测中的应用
sbas-insar技术原理及其在地壳形变监测中的应用SBAS-InSAR是基于星载合成孔径雷达干涉测量（InSAR）原理和空间积分技术，通过分析雷达图像间的相位差异来实现地壳形变监测的一种技术。
它结合了Small Baseline Subset（SBAS）算法和InSAR技术，能够有效地解决InSAR技术在长时间监测中遇到的相位不连续、大气延迟等问题，广泛应用于地壳形变监测和地质灾害监测等领域。
SBAS-InSAR技术原理如下：1.数据获取：使用星载雷达获取多幅雷达图像，通过距离、时间和视角等参数将其坐标统一转换为地心坐标系。
2.预处理：对获取的雷达图像进行相位校正、大气校正、多普勒校正等预处理，以消除数据中的非地壳形变引起的影响。
3.相干图像生成：通过对预处理后的数据进行干涉，得到相干图像。
在地震前后进行多次干涉可以得到多幅相干图像序列。
4.相位解缠：对相干图像序列进行相位解缠，得到每个像素点的稳定相位信息。
5.地表形变计算：通过对解缠后的相位信息进行差分，可以计算出每一时刻地表的形变情况。
6.监测与分析：根据计算出的形变信息，进行地壳形变监测与分析，可以用于地震、火山活动等地质灾害的预警与评估。
SBAS-InSAR技术在地壳形变监测中的应用主要有以下几个方面：1.地震监测：地震是地壳形变的一种重要表现，SBAS-InSAR技术可以实时监测地震前后地表的形变情况，在地震预警与评估中起到重要作用。
2.火山活动监测：火山活动会引起地表的形变，通过SBAS-InSAR技术可以实时监测火山口周边的地壳形变情况，为火山活动监测与预警提供重要数据支持。
3.地质灾害监测：地质灾害如滑坡、地面沉降等会引起地表形变，SBAS-InSAR技术可以对地质灾害进行实时监测与预警，为防灾减灾提供数据支持。
4.水域变化监测：SBAS-InSAR技术可以监测水域的变化，包括湖泊面积、河流形态等，为水资源管理和环境保护提供数据支持。
sbas-insar技术原理及其在地壳形变监测中的应用
sbas-insar技术原理及其在地壳形变监测中的应用SBAS-InSAR技术利用多次雷达影像的相位差异来监测地形变情况。
这一技术在监测地壳形变方面得到广泛应用，能够识别地表形变的细微变化，包括地壳抬升、下降、水平移动等，探测活动断层、火山活动、水文系统变化等。
其原理是，利用SAR影像相干性差异与Bperpendicular baseline的正相关性，建立SAR干涉信号与Bperpendicular baseline高斯噪声之间的函数关系，使用Temporal Coherence过滤非稳定干扰信号，从而实现基于时间序列的地表形变监测。
对于地壳形变监测，SBAS-InSAR技术具有以下优点：
1.高精度：可探测0.1毫米级别的地壳变化。
2.高分辨率：可探测到较小的区域（100米*100米）内的地形形变。
3.长时间序列：可监测到的时间跨度长达几十年之久。
4.全天候：不受天气及地面植被等环境因素影响。
基于SBAS-InSAR技术的地壳形变监测在许多领域得到广泛应用，如研究地震、火山活动、地下水位变化等自然灾害，以及废弃煤矿填埋区的沉降、城市地面沉降等土地利用问题。
SBAS-InSAR主影像选取方法研究与探讨
SBAS-InSAR主影像选取方法研究与探讨作者：程存付赵盟侯岳来源：《河南科技》2018年第26期摘要：通过对现有的小基线集技术（SBAS-InSAR）主影像选取方法进行分析，提出了基线均衡化的主影像选取方法。
在时间基线优选原则的基础上，有效地对三基线进行均衡化，利用三基线和最小原则，选取SBAS-InSAR主影像。
该方法具有容易实现、计算快速、可集成性等特点。
关键词：基线均衡化;时间基线优选;三基线和最小中图分类号：TN957.52 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）26-0014-021 研究背景SBAS-InSAR技术作为新型时序InSAR差分干涉测量技术之一，需要一定量覆盖同一地区的SAR数据作为数据源，从而获取地表形变量和形变速率。
SBAS-InSAR技术中需要选取公共主影像，其余影像集以此为基准进行影像配准和重采样，与主影像组合成干涉像对并进行干涉处理，生成干涉图序列。
在D-InSAR中，干涉像对三基线（时间基线、空间基线和多普勒质心频移）是影响干涉像对质量的重要因素[1]。
对于监测区而言，在SAR数据集一定时，主影像的不同将会造成三基线的差异，从而生成不同质量的干涉图序列。
若主影像选取不当，将造成基线去相关，影响最终的监测精度，还会增加处理数据的难度，甚至不能进行干涉。
SBAS-InSAR主影像合理选取对干涉图集质量有着直接影响，其是保证获取可靠成果的关键环节之一，因此对SBAS-InSAR技术主影像选取方法进行研究具有重要意义。
2 主影像选取方法目前的公共主影像选取方法主要有以下几种。
2.3 时间基线最小Ferretti[6]等认为，时间基线越长，受地表覆被、形变及天气因素造成失相干越严重，对干涉图相干性影响较大，提出了以时间基线最佳作为公共主影像选取的依据，即时间基线和最短。
三基线和最小方法仅保证了和的最小值，没有考虑各基线在去相关的权重问题;综合相关测度法从引起去相关的各因素出发，并估计了各基线的权重，但去相干模型较为复杂，权重值不统一;时间基线最小法仅考虑了时间基线引起的去相干影响，缺乏对空间基线和多普勒质心频移的考虑。
SBASInSAR技术监测青藏高原季节性冻土形变
方法
SBASInSAR技术是一种具有高精度、高分辨率和高效率的形变监测方法。其 基本原理是利用不同时间、不同角度的SAR图像，通过干涉测量技术获取地形形 变信息。SBASInSAR技术具有以下特点和优势：
1、具有广泛的适用范围，适用 于各种地形和气候条件；
2、可以获取地表形变的高程信 息，具有较高的测量精度；
背景
青藏高原位于中国西南部，是世界上海拔最高、面积最大的高原。由于其独 特的地理位置和气候条件，青藏高原的冻土区分布广泛。季节性冻土是指每年夏 季融化、冬季冻结的地表土层。在青藏高原，季节性冻土的形变对环境和人类活 动产生重要影响。例如，冻土形变会导致道路损坏、建筑物倾斜等，严重影响当 地的经济和社会发展。因此，对青藏高原季节性冻土形变的监测具有重要意义。
1、对于冻土形变的影响因素，需要进一步考虑多种环境因素的综合作用， 如气候变化、人类活动等；
2、对于冻土形变的监测范围，需要进一步扩大，以全面了解青藏高原季节 性冻土区的形变状况；
3、对于冻土形变的预测和控制，需要结合其他监测手段和数值模拟方法， 提高预测的准确性和控制的有效性；
4、对于SBASInSAR技术本身，需要进一步优化算法和处理流程，提高其测量 精度和效率。
总之，SBASInSAR技术在青藏高原季节性冻土形变监测中具有重要应用价值 和发展前景，将为保护青藏高原生态环境、促进可持续发展和推动相关领域科技 进步提供有力支持。
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3、可以及时发现和预警冻土区的不良形变，为采取有效的工程措施提供支 持。
实验与结果
为了验证SBASInSAR技术在青藏高原季节性冻土形变监测中的应用效果，我 们进行了以下实验：
1、数据采集：收集了青藏高原某冻土区2018年至2021年的SBASInSAR数据， 以及相应的气象数据和地形数据；
基于SBAS-INSAR技术的滑坡变形监测
收稿日期：2020-11-30。 基金项目：国家自然科学基金（42071453）。 作者简介：张文旭（1997—），男，辽宁朝阳人。 通讯作者：李巍（1965—），男，辽宁鞍山人，教授。
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辽宁科技大学学报
第 44 卷
SBAS- INSAR 与 传 统 D- INSAR（Differential intereferometric synthetic aperture radar）技术相比，
1 SBAS-INSAR原理及数据处理流程
1.1 SBAS-INSAR 技术原理 小基线技术可以得到监测目标 cm 甚至 mm 级
的形变情况 。其 ［12-13］ 原理就是在所有基线的组合 中进行筛选，选取时间和空间基线相对较短的像 对，分别进行差分干涉处理，再进一步通过奇异值 分解（Single value decomposition，SVD）方法解决 数据解算过程中出现方程秩亏产生无穷解的情 况，从而有效解决失相干等问题，利用相位信息观 察捕捉到微小的地表形变量，最终生成形变时间 序列图。
（1.辽宁科技大学 土木工程学院，辽宁 鞍山 114051；2.东北大学 资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110819）
摘 要：针对传统滑坡监测方法效率低的问题，以祁连县牛心山 2018 年 1 月 07 日-2019 年 9 月 23 日 Sentinel-1
数据为数据源，利用 SBAS-INSAR 技术进行数据处理，形成滑坡的累积形变量图、形变时间序列折线图，建立监 测成果数据库。研究结果表明，SBAS-INSAR 技术可以应用于滑坡的变形监测，且非常高效。
（4）对成功配对的干涉对进行差分干涉，去除 模拟地形相位，得到差分干涉图。差分干涉相位 包括地表形变、DEM 高程误差相位、大气相位、轨 道误差相位、以及噪声相位等。将差分干涉图通 过处理去除平地效应并滤波、相位解缠，使干涉像 对连通。
sbas-insar技术原理及其在地壳形变监测中的应用
sbas-insar技术原理及其在地壳形变监测中的应用SBAS-InSAR，即Small Baseline Subset-Interferometric Synthetic Aperture Radar，是一种基于干涉合成孔径雷达（InSAR）技术的地壳形变监测方法。
它通过对一系列SAR影像进行处理，可以精确地测量出地表的形变变化，包括地表沉降、隆起、断层活动等。
此技术在地震、火山、地下水提取等领域都有着广泛的应用。
SBAS-InSAR技术的基本原理是利用SAR影像的干涉相位差来测量地表变化。
通过两次获取同一区域的SAR影像，分别获得两幅影像的干涉相位差，即两幅影像中同一位置像素点的相位差。
由于干涉相位差受到大气、植被、地形等因素的影响，需要通过对多个影像进行综合分析来减小误差。
在此基础上，SBAS-InSAR通过筛选合适的基线和时间间隔，选择一组影像子集进行累积处理，从而获得高质量的形变图像。
SBAS-InSAR技术的主要优点是可以对大范围区域进行形变监测，并能够获得高质量的形变测量结果。
该技术在地震、火山、岩层沉降等领域的应用非常广泛。
例如，在地震前后，SBAS-InSAR技术可以通过量化地表形变变化，进行地震危险性评估和预警，提高地震预警的准确性和及时性。
在地质勘探中，SBAS-InSAR技术可以识别地下储层的更高精度和精度。
它可以监测地下水的提取和容许升高，可以监测开采石油和天然气后形成的沉降和地面变形等。
此技术在自然灾害预警和地质勘探方面有广泛的应用前景。
总之，SBAS-InSAR技术是一种高精度、高效率的地壳形变监测方法。
在地震、火山、地下水提取等领域有广泛的应用，可以提供对于区域地球环境的精确监测和重要数据，有利于准确把握区域内的各种动态环境，为地质灾害的精确预警和防控提供了有力支撑。
合成孔径雷达干涉测量小基线集(sbas-insar)技术在南水北调双王城水库
DOI：10.3969/j.issn.1008-1305.2019.06.014合成孔径雷达干涉测量小基线集(SBAS-InSAR)技术在南水北调双王城水库沉降监测中的应用宋翔打张运保J任梦龙$(1.南水北调东线山东干线有限责任公司，山东济南250109； 2.山东润鲁工程咨询有限公司，山东济南250109)摘要：水库的沉降监测一般是在库体沉降区外稳定地方布设基准点，与在沉陷区内的变形监测点组成变形监测网，定期利用水准仪进行高程监测，通过比较不同时间高程的变化，获取地面沉降信息。
近年快速发展起来的合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术具有连续空间覆盖能力，以及高度自动化和高精度监测地表形变的能力。
文章以双王城水库为试点，研究应用合成孔径雷达干涉测量小基线集(SBAS-InSAR)技术在探测地表沉陷的可行性以及监测双王城水库库体及周边在2012—2015年间的地面沉降及随时间的发展情况。
关键词：南水北调；双王城水库；沉降监测；SBAS-InSAR中图分类号：TV698.1文献标识码：A文章编号：1008-1305(2019)06-0045-041研究区概况双王城水库位于南水北调胶东输水干线中部的山东省寿光市北部，年可调蓄净水量5711万m‘，其中潍坊、青岛调蓄净水量3711万川。
该水库形状大概为梯形，拐点处利用圆弧顺滑连接。
设计总库容6150万川，水库占地总面积7.5km2,水库围 坝总长9.636km。
水库周边地势平坦，土质较差，属微倾斜低平原区的冲积-海积平原亚区。
寿光市是中国蔬菜之乡，近年来大量抽取地下水资源进行蔬菜灌溉，造成了局部区域不均匀沉陷，研究库区地表变形的发生、发育规律，对保证双王城水库的安全运行具有十分重要的现实意义。
2研究背景合成孔径雷达干涉测量技术作为空间测量技术的一个重要分支，已广泛应用到地震、火山、地面沉降以及滑坡等地质灾害监测中，在国外也有成功用于水库开采沉陷监测的例子。
InSAR干涉测量—SBAS指导手册
SBAS指导手册样例数据说明：这个手册详细阐述了SARscape sbas处理过程，为用户处理数据提供指导，该手册中的大多数插图来源于两组样例数据，基于这个样例数据的完整的SBAS处理流程和结果，所用的软件版本是ENVI5.0 SP3和SARscape5.0.00。
样例数据日日本千叶市，靠近东京，两组数据集，ENVISAT-ASAR和ALOS-PALSAR，覆盖空间和获取的时相很相近，为了更好的对比结果，此外，还有每日测量的GPS数据，用来验证SBAS的结果。
ASAR数据集包含有34景的降轨数据，IS2模式VV极化，时间是20060904到20100809。
下图中的红框区域。
PALSAR数据集包含有23景降轨数据，FBS和FBD模式，HH极化，时间是20060826到20101022。
下图中的篮框区域。
数据列表如下：数据包含.hdr头文件、.sml头文件和.kml文件，在这个例子中，很多地表的沉降和抬升都是预期的，这个区域是油气开采和水回填导致的地表形变。
SBAS处理流程开始之前的准备：设置系统参数，打开ENVI菜单的File->Preference，设置默认的输入输出路径，如下图所示：ENVI系统设置默认的输入输出路径在SARscape参数面板中，设置默认输出TIF格式的结果，TIF格式的8bit结果，对复数数据（振幅+相位）能做彩色渲染，如干涉图，这样以便于中间结果的查看，本文中很多插图都是TIF结果。
Cartographic Grid Size制图分辨率，在此设置一个合适的制图分辨率，可以自动计算多视的视数，这个参数在SBAS过程中没有影响，就是不同的制图分辨率设置在感兴趣区域选择的时候显示强度数据时会有不同。
默认参数面板中设置制图分辨率和生成TIF设置ASAR和PALSAR的工作路径自适应滤波主要参数调整，可提高干涉工作流中的干涉图生成配准主要参数调整，可提高干涉工作流中的配准去平主要参数调整，可提高轨道精炼和重去平以及第二步反演这个参数的勾选用于干涉工作流处理时大的轨道残余相位的去除还要准备相应区域的参考DEM数据，如果没有更高精度的DEM，可以选择SRTM的免费DEM数据，可用SARscape自动下载。
《InSAR干涉测量》课件
反演模型
利用反演模型，将相位差转 换为目标的形变和位移信息。
ห้องสมุดไป่ตู้
干涉测量的技术挑战
• 影像配准和校正 • 相位不连续和整体偏移 • 气象影响和大气校正 • 地形变化和基准点选择
干涉测量的未来发展方向
技术改进
不断改进雷达设备和数据处理 方法以提高测量精度和时间分 辨率。
应用扩展
将干涉测量应用于更多领域， 如地下水资源调控和矿产资源 勘探。
干涉测量的原理
1 雷达波束干涉
通过发射雷达波束，接收经过多次反射后的多条波束，并进行相位差分析来获取目标的 相关信息。
2 相位差分析
通过测量同一点在不同时间的雷达干涉图像的相位差，可以推导出目标的形变、运动速 度等相关信息。
3 相关性分析
通过对不同地面区域之间的相干性进行分析，可以确定地表形变的相关区域。
数据分析
发展更高效的数据处理和分析 方法，实现对大规模数据的高 效利用。
1
数据收集
获取多个时间点的雷达干涉图像。
相位差分析
2
对每一对干涉图像进行相位差分析，
得到相位差图像。
3
形变计算
利用相位差图像计算目标的形变和位 移。
干涉测量的数据处理方法
多时相合成
将多个时间点的雷达干涉图 像合成一张图像，提高图像 清晰度和分辨率。
相位滤波
通过对相位差图像进行滤波 处理，去除噪声和干扰，提 高测量精度。
干涉测量的应用领域
地质灾害监测
通过监测地表形变，可以预测和预警地质灾 害的发生，减少损失。
城市监测规划
通过监测城市地表的形变和沉降，可以规划 城市建设和地下管网。
水文学研究
通过测量地表形变，可以研究地下水流动和 水文循环。
sbasinsar技术流程
sbasinsar技术流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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中南大学《雷达干涉测量》实验指导书
(2) 虚部
PDF (Im)
(3) 幅度
PDF ( A) PDF ( A, )d
A2 exp 2 2 , A 0; 2 A
6
(4) 能量
PDF ( P )
P exp 2 2 2 1
2
(5) 相位
( K 1) 2
exp(j (m l , n k ))
3、对滤波的结果进行评价和分析
通过目视判读对比三种不同的滤波方法， 研究改变窗口的大小来改善滤波的 效果，得到相关结论。
15
实验六 一维相位解缠
一、实验目的
了解相位解缠的基本概念及目的； 掌握相位解缠假设条件以及一维解缠算法； 掌握解缠相位与 DEM 的转换关系； 采用真实的 InSAR 数据开展实验。
二、实验内容
1、数据准备 实验给出了干涉复数矩阵“Etan.mat”文件，大小为 1591*561，load 到 matlab 后，读取出对 应的相位矩阵，并画图
2、编写程序，画出第 805 行和第 225 列的解缠相位，并分别比较缠绕相位
16
3，编写程序，逐行进行一维解缠，并画图
,4、编写程序，逐列进行一维解缠，并画图
其中，
L2 ( L 0.5) ( L 1 i ) 1 ( 2i 1) 2 1 2( L 1) i 0 ( L 0.5 i ) ( L 1) (1 2 )i 2
L 1 t 0 t e dt , ( L ) ( L 1)!,
(2).相位标准差图（PSD）
其中 为方位向和距离向的一阶差分均值（ Richard M. Goldstein ， 1998） ，即窗口内相位平均值。
Inspector射线仪用户手册1导言
Inspector射线仪用户手册1导言“Inspector”射线仪是用于健康和安全方面的仪器，测量低水平的辐射。
它测量α、β、γ和x射线。
应用领域包括：●探测和测量表面污染●在接近放射性核素的地方，监测可能的辐射量●评估环境污染●探测稀有气体和其它低能量放射性核素“Inspector”如何测量辐射“Inspector”用一支盖革管-弥勒计数管来探测辐射。
每次当辐射通过盖革管时，盖革管产生一个脉冲电流并引起电离。
这样每一次脉冲都被电路探测到且记为一个计数。
“Inspector”按照您选择的模式来显示读数。
由于放射性的随机性，仪器检测到的计数每分钟都在变化。
取一段时间内的平均值更加精确，时间越长越精确。
参见第三章“总量/加权操作模式”的细节。
预防措施要使仪器保持良好状态，请小心使用和阅读下面内容：●不要将仪器接触放射性表面或材料，这样才不会污染“Inspector”。
如果怀疑被污染了，请更换粘在手册里的橡皮条。
●不要将仪器置于38°C的高温下，不要长时间将仪器暴晒在太阳下。
●不要弄湿仪器。
水会损坏电路板和盖革管的云母表面。
●不要将仪器置于微波炉里。
它不能测微波，所以会损坏仪器或微波炉。
●本仪器可能对无线频率，微波，静电乃至电磁场均有感应，但不能正常工作。
●如果想搁一段时间再用，可将电池取出，防止电池腐蚀。
●电量不足时请充好电。
2特点（请参考英文附图）“Inspector”测量α、β、γ和x射线。
经过优化设计的这种仪器能测量小的辐射变化，且对通常的放射性核素有高的灵敏度。
参见附录A“对通常的放射性核素的灵敏度”查看更多信息。
本章简单描述“Inspector”的功能。
“Inspector”计数电离事件而在液晶（LCD）上显示显示结果。
请用模式开关选择测量单位。
无论何时使用，每次红技术灯闪烁一次，就表示一个探测到一个计数（一个电离事件）。
显示（1）（请参考英文附图）液晶LCD根据模式设置显示不同指示值，功能操作和电池状况指示值（请参考英文附图）●数字显示（A）显示当前的辐射量。
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SBAS指导手册样例数据说明：这个手册详细阐述了SARscape sbas处理过程，为用户处理数据提供指导，该手册中的大多数插图来源于两组样例数据，基于这个样例数据的完整的SBAS处理流程和结果，所用的软件版本是ENVI5.0 SP3和SARscape5.0.00。
样例数据日日本千叶市，靠近东京，两组数据集，ENVISAT-ASAR和ALOS-PALSAR，覆盖空间和获取的时相很相近，为了更好的对比结果，此外，还有每日测量的GPS数据，用来验证SBAS的结果。
ASAR数据集包含有34景的降轨数据，IS2模式VV极化，时间是20060904到20100809。
下图中的红框区域。
PALSAR数据集包含有23景降轨数据，FBS和FBD模式，HH极化，时间是20060826到20101022。
下图中的篮框区域。
数据列表如下：数据包含.hdr头文件、.sml头文件和.kml文件，在这个例子中，很多地表的沉降和抬升都是预期的，这个区域是油气开采和水回填导致的地表形变。
SBAS处理流程开始之前的准备：设置系统参数，打开ENVI菜单的File->Preference，设置默认的输入输出路径，如下图所示：ENVI系统设置默认的输入输出路径在SARscape参数面板中，设置默认输出TIF格式的结果，TIF格式的8bit结果，对复数数据（振幅+相位）能做彩色渲染，如干涉图，这样以便于中间结果的查看，本文中很多插图都是TIF结果。
Cartographic Grid Size制图分辨率，在此设置一个合适的制图分辨率，可以自动计算多视的视数，这个参数在SBAS过程中没有影响，就是不同的制图分辨率设置在感兴趣区域选择的时候显示强度数据时会有不同。
默认参数面板中设置制图分辨率和生成TIF设置ASAR和PALSAR的工作路径自适应滤波主要参数调整，可提高干涉工作流中的干涉图生成配准主要参数调整，可提高干涉工作流中的配准去平主要参数调整，可提高轨道精炼和重去平以及第二步反演这个参数的勾选用于干涉工作流处理时大的轨道残余相位的去除还要准备相应区域的参考DEM数据，如果没有更高精度的DEM，可以选择SRTM的免费DEM数据，可用SARscape自动下载。
DEM下载界面，下载ASAR和PALSAR数据范围的DEM第一步：生成连接图这一步是对输入的数据进行干涉像对的配对，像对结果图表方式输出到屏幕，输入N景数据，能得到的最大配对数是(N*(N-1))/2，生成连接图工具会选择最优的组合方式进行配对。
这些像对会进行干涉工作流处理，然后用于SBAS反演。
程序会自动选择超级主影像，在整个处理中，超级主影像作为参考影像，所有的像对都会配准到超级主影像上。
用户也可以自己选择超级主影像，超级主影像的选择也不是很严格因为对结果不会有什么影响，不过可能会导致较少的配对，所以还是建议自动选择超级主影响，这样有足够的像对，在像对编辑的时候，就可以去掉相干性小的像对。
ASAR处理的连接图生成PALSAR处理的连接图生成建议把空间和时间基线阈值调大一些，空间基线可以设置临界基线的45%-50%，针对不同的传感器，临界基线会自动计算。
时间基线取决于研究区域，在干燥的区域，可以设置为500-800天，也就是2年多，在湿润或植被茂密的区域，这个值要减少，因为相隔时间太长就没有相干性了。
有时候，相隔一年的同一个季节，可以获得比一个月更高的相干性，比如今年冬季到明年冬季，比夏季或春季的一个月的相干性都要高。
这两个参数设置高一些的话，程序配对的像对多，用户就可以在编辑的时候去除相干性低的像对。
不同数据具有不同的空间临界基线，软件可自动计算出来，在该步骤设置的是空间临界基线的百分比。
工具也考虑了多普勒质心差，自动排除了多普勒质心差大于方位向波宽的像对。
SBAS功能可以处理聚束式和扫描式的数据，ALOS PALSAR数据的FBD和FBS模式可以一起使用。
ASAR数据集的超级主影像强度图SM_Asar_20080804_slc_pwr存放路径是：_SBAS_processing/work/work_super_masterPALSAR数据集的超级主影像的强度图SM_Palsar_FBD_20081201_slc_pwr存放路径是：_SBAS_processing/work/work_super_master在输出的图中，像对用线连接，输入的数据用点表示，被丢弃的图像标为红色、黄色的是超级主影像，提供了两种形式的绘图：时间和相对于主影像的位置图，时间和空间基线图。
ASAR数据连接图，左：时间和像对位置，右：时间和空间基线PALSAR数据连接图，左：时间和像对位置，右：时间和空间基线时间和位置的连接图有助于了解看数据有没很好的配对：每个时相都和其他时相建立了连接，连接的也比较均匀，理想的连接是每个图像至少有5个连接，如果有一组连接不能和大多数像对连到一起，这一组的所有像对将丢弃。
一个理想的SBAS数据集是所有的数据都能配对，所以在选择数据的时候，尽量选择相隔取时间有规律，基线小的数据。
不过，如果有时相缺失的情况，勾选“Allow Disconnected Blocks option”，程序就可以对这种没有连接的一小组数据做处理，然后在第一次反演的时候，会对缺失的时相进行内插（线性、二次或三次模型），不过要得到精确的结果，那么不建议选择Allow Disconnected Blocks选项。
左图是严格的条件下得到的连接图，右图是允许有空缺得到的连接图SBAS也可以用来做干涉工作流的批处理，如用于可视化。
时间序列的展示，可选择Only Forward Pairs选项，这个选项是否激活对SBAS的结果没有影响。
这一步也可以设置之后的的解缠是否用3D解缠，这种解缠方法比传统的2D解缠方法更加精确，在相干性低的区域会参考其他像对的相应区域进行处理，要用3D解缠的方法SAR数据的时相至少是12-15，如果时相太少，最好使用传统的解缠方法。
3D解缠适合较多时相的数据。
如果选择了3D解缠的选项，这一步连接图会生成一个3D的连接图，时间和位置的连接图，基于Delaunay三角网，这是所有连接的一个子集，这一部分像对在解缠的适合使用3D解缠，其余的用2D解缠。
进行3D解缠的像对左图是ASAR数据集，右图是PALSAR数据集为了使3D解缠的效果更好，保证紧凑的Delaunay三角网，即没有空缺或很多边界连接。
用户可以尝试扩大基线约束的阈值，得到更好的连接形式。
左图是好的Delaunay连接，右图是不好的Delaunay连接如果设置了3D解缠，在接下来的干涉图生成和第一次反演时，所花费的时间要多一些。
连接图生成的这一步生成了整个SBAS处理的输出文件结构：•结果文件（栅格、矢量、.kml等）•可视化的中间结果，用户可以根据此进行一些编辑或修改一些参数•SBAS的工作路径，程序处理得到的结果都存放在该路径下•所使用的参数的列表•连接图信息生成了output_name_SBAS_processing这个文件夹，包含了工作路径和每一个步处理的结果文件，生成了一个辅助文件auxiliary.xmlAuxiliary文件辅助文件auxiliary在整个SBAS处理中都会用到，文件中记录了输入的数据和所做的处理如：重去平需要重做：在开始之前，auxiliary文件里面内容是这样的：<reflat>OK</reflat><reflat_master>20</reflat_master><reflat_slave>0</reflat_slave>当修改了一些参数，设置了重新做重去平的时候，程序启动时，auxiliary文件中的这部分内容会变为：<reflat>NotOK</reflat><reflat_master>0</reflat_master><reflat_slave>0</reflat_slave>有时候会重新做SBAS的每一步，这时候不用修改文件，勾选rebuild选项即可重新处理。
在连接图生成结束之后，屏幕上会打印出报表，包含了数据的列表和基线等有用的信息。
左图是ASAR数据输出的报表，右图是PALSAR数据输出的报表报表中第一行中列出了有效的输入数据和每个数据对应的ID号，在数据列表之后，显示的是自动找到的超级主影像，以及每个像对的主影像。
命名规则为：_MasterDate_m_ID_SlaveDate_s_ID，这样可以查看数据的时候知道是哪一对像对得到的结果，而不用去查数据的日期。
所有数据的配对列表都显示出来了，用户可以从而得知为什么有的像对没有配对，由于基线原因、多普勒质心差等，CG_report.txt文件里记录了数据配对的情况。
这一步结束后，会自动加载多视后的超级主影像强度数据，通过浏览该数据，可以了解研究区的情况，该强度数据可用于选择研究区的时候选择斜距数据的区域范围。
使用SBAS Plot Viewer工具可以打开连接图浏览。
还有一个重要的输出文件是work_parameters.sml，该文件记录了SBAS处理中所设置的参数，用户可以随时查看某一步的参数设置。
使用如果有一个新的时相加进工作流中，那么其他的数据不用重新做一次，只对这个新加进来的数据进行处理，不过要使用同样的参数。
这样可以节省时间。
如果要使用incremental 模式，那么不用重新执行连接图生成功能。
在SBAS处理过程中，如果要改变数据的输入和输出路径，可以等到干涉工作流结束之后，把生成的数据目录统一转移。
选择工作区（可选）如果已知形变的区域是其中一小块位置的话，可以裁剪出来只做这一部分区域的数据，这样可以提高工作效率，也能节省硬盘空间。
工具是用超级主影像的作为参考，进行子区选择的，对其他的时相数据都会以配准到超级主影像之后的相应区域进行裁剪。
定义子区的时候，考虑到滤波等操作，区域要比感兴趣的形变区域大一些。
比如在SBAS 反演第二步的大气滤波，滤波器的窗口是好几公里，默认是1.2km，所以，工作区域要比实际的感兴趣区大2-3km的缓冲区范围。
不论什么情况下，工作区都不能小于2300*2300像元。
如果用户是单独做的数据裁剪，那么子区域的SBAS流程需要从生成连接图的这一步开始做。
第二步：干涉工作流这一步是对所有的配对的干涉像对进行干涉处理，从相干性生成，去平、滤波和相位解缠，所有的数据对都配准到超级主影像上，为下一步轨道精炼和重去平，以及SBAS反演做好数据准备。
这一步要设置多视的视数，从传感器的原始采样间隔和入射角计算得出，能让最后的结果尽可能的得到方位向和距离向一致的分辨率。