基于同质像元的滤波方法研究

论文摘要

随着人类的不断繁衍与发展,人类活动愈发频繁和剧烈,地面沉降现象也随之呈现出不断加速的趋势。这种地面沉降现象往往是不可逆的,无疑会严重影响到城市的发展进程。传统监测方法对地表形变的监测与分析,存在监测范围小、分辨率差等缺点,难以实现对整个城市区域的大规模宏观形变监测。合成孔径雷达干涉（Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR）不仅弥补了传统地表形变监测方法的局限性,还降低了对外界自然环境的要求,不受恶劣天气条件的限制,得到优质变化检测信息源。InSAR技术中,相位滤波作为重要的过程一直受到国内外学者的关注。而频率域滤波、自适应滤波、均值滤波等传统的滤波技术,均存在着无法有效利用InSAR提供的时间维度信息的缺陷。因此本研究为了获得更加精准的形变估计结果,通过利用同质像元来优化InSAR系统中的时间维度信息,进而得到滤波效果更优,相位解缠的精度更高的数据。以30景覆盖了张家口崇礼区太子城冬奥会场馆的SENTINEL-1B实验数据为例,本文通过对时空基线进行估计,选取主影像,将剩余影像依次配准到主影像几何空间上,并探测影像内像元的振幅序列时间异变值,将其剔除;通过KS检验法判断影像内各像元的振幅序列均值是否落入置信区间,即以该点为中心的像元是否为同质像元;在对已有干涉条纹图滤波方法的总结归纳及理解的基础上,分析对比了等权、基于最大似然加权、基于特征值分解加权、基于相干系数加权以及基于最小二乘加权共5种相位滤波的方法,对滤波结果进行精度评估,通过对比滤波前后的相位图以及相干系数图发现基于最小二乘加权的滤波方法较优,并将其滤波结果运用到形变监测中;通过识别分布式散射体（Distributed Scatterers,DS）来增加观测点的密度,与永久式散射体（Persistent Scatterer,PS）相结合,统一解算框架,提高形变量解算精度,对实验区域进行形变反演后,根据已有GPS数据来对形变结果进行验证,形变趋势与GPS监测结果吻合度较高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 InSAR技术的国内外研究现状
•   1.3 滤波发展
•   1.4 研究内容与章节安排
• 2 InSAR技术基础
•   2.1 InSAR技术基本原理
•   2.2 常规DIn SAR技术
•   2.3 PSInSAR技术
•   2.4 SBAS技术
•   2.5 分布式目标干涉技术
• 3 基于同质像元的相位滤波方法研究
•   3.1 DS点的描述
•   3.2 最大似然加权
•   3.3 特征值分解加权
•   3.4 相干系数加权
•   3.5 最小二乘加权
• 4 基于同质像元的太子城实验区形变信息提取
•   4.1 实验数据介绍
•   4.2 数据预处理
•   4.3 提取同质像元
•   4.4 相位优化估计
•   4.5 精度评价
•     4.5.1 均值与方差
•     4.5.2 等效视数
•     4.5.3 残差点
•     4.5.4 边缘保持指数
•     4.5.5 平均梯度
•     4.5.6 结果分析
•   4.6 形变反演
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张达

导师: 洪友堂

关键词: 时序,同质像元,滤波,形变监测

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备,建筑科学与工程

单位: 中国地质大学(北京)

分类号: P642.26;TU433

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.000872

总页数: 69

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