基于非局部化濾波的MT-InSAR地表形變監(jiān)測(cè).pdf

1、地面沉降具有反應(yīng)滯后和進(jìn)程緩慢的特點(diǎn)，但該緩慢性地質(zhì)災(zāi)害會(huì)給城市建筑物、地下管道造成破壞，嚴(yán)重威脅著人們的生活和生產(chǎn)安全。在我國(guó)，地面沉降較為嚴(yán)重的地區(qū)包括華北平原、長(zhǎng)江三角洲和汾渭盆地。其中，華北平原地區(qū)的地面沉降最為嚴(yán)重。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增加，地下水的過(guò)度開(kāi)采導(dǎo)致了該區(qū)域形成了多個(gè)地下水漏斗，影響了城市的可持續(xù)發(fā)展。
　　差分合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量(Differential Interferometric Syntheti

2、c Aperture Radar,DInSAR)以其監(jiān)測(cè)范圍廣、分辨率高、全天候、幾乎不受云雨限制等諸多優(yōu)勢(shì)，已成為區(qū)域地表形變監(jiān)測(cè)的一種有效方法。近年來(lái)，隨著TerraSAR-X、COSMO-SkyMed等高分辨率SAR衛(wèi)星影像投入使用，多時(shí)相雷達(dá)干涉測(cè)量(Multi-Temporal InSAR，MT-InSAR)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，并成為形變監(jiān)測(cè)的重要技術(shù)手段之一。該方法通過(guò)探測(cè)相干點(diǎn)目標(biāo)(Coherent Target，CT)能對(duì)

3、城市區(qū)域進(jìn)行更加精細(xì)的緩慢地面沉降監(jiān)測(cè)。但由于時(shí)空失相干等因素導(dǎo)致在非城市區(qū)域所能探測(cè)的相干點(diǎn)目標(biāo)相對(duì)較少，進(jìn)兩造成無(wú)法提供全面的區(qū)域形變信息。
　　為獲取研究區(qū)域高精度和空間覆蓋的地表形變信息，本論文以天津地區(qū)為實(shí)驗(yàn)區(qū)，在已有MT-InSAR技術(shù)基礎(chǔ)上，引入非局部化濾波方法，提高干涉圖的質(zhì)量以增加在非城市區(qū)域可識(shí)別相干點(diǎn)目標(biāo)的數(shù)量和密度。本論文具體工作如下:
　　(1)針對(duì)傳統(tǒng)濾波方法在處理高分辨率SAR影像時(shí)會(huì)損失邊緣信

4、息的問(wèn)題，本論文采用同時(shí)考慮影像振幅和相位信息的非局部化濾波方法來(lái)提高干涉對(duì)的質(zhì)量。它將局部濾波擴(kuò)展到全域，充分利用了影像中的冗余信息能更好的保留邊緣細(xì)節(jié)，有效恢復(fù)低相干地區(qū)的干涉條紋。
　　(2)利用模擬數(shù)據(jù)和真實(shí)數(shù)據(jù)探討了非局部化濾波對(duì)于高分辨率SAR影像的適應(yīng)性。分別使用多視、自適應(yīng)濾波和非局部干涉濾波方法對(duì)仿真數(shù)據(jù)和TanDEM-X真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。不同濾波方法對(duì)比分析結(jié)果表明，非局部干涉濾波結(jié)果在抑制噪聲的同時(shí)能更好的保

5、留影像的細(xì)節(jié)信息。
　　(3)由于非城市區(qū)域失相干較為嚴(yán)重，往往無(wú)法探測(cè)到該區(qū)域的形變信息。本論文在MT-InSAR基礎(chǔ)上引入非局部化波方法提高干涉對(duì)的質(zhì)量，以此提高相干散射體在非城市區(qū)域的空間采樣密度和形變解算精度。
　　(4)以天津地區(qū)39景TerraSAR-X影像為數(shù)據(jù)源，分別采用MT-InSAR和基于非局部化濾波的MT-InSAR(NLMT-InSAR)解算時(shí)序形變。兩種方法解算結(jié)果顯示，NLMT-InSAR探測(cè)到的