地表变形监测方法、终端设备及计算机可读存储介质技术

本发明专利技术公开了一种地表变形监测方法、终端设备及计算机可读存储介质，其中方法包括获取待监测区域不同监测时间的SAR影像，得到多幅SAR影像；根据多幅SAR影像构建小基线集，并对小基线集中的多幅SAR影像差分干涉后进行相位解缠，得到多幅相位解缠图；判断多幅相位解缠图的解缠相位是否满足预设条件，如否，则更新对应的相位解缠图；根据更新后的相位解缠图，确定待监测区域的变形序列

【技术实现步骤摘要】
地表变形监测方法、终端设备及计算机可读存储介质


[0001]本专利技术公开了一种地表变形监测方法、终端设备及计算机可读存储介质，具体涉及基于SBAS
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InSAR相位恢复与改正技术的高精度地表变形监测方法、终端设备及计算机可读存储介质，属于地表形变监测


技术介绍

[0002]基于SAR影像的遥感技术能够有效应用于针对诸如地震、滑坡、火山、地裂缝等地质灾害的调查、监测及预警工作中。目前，SAR技术主要有两大类，包括基于强度信息的偏移量跟踪和基于相位的SAR干涉测量(InSAR)。
[0003]基于强度信息的SAR偏移量跟踪技术利用两个SAR影像之间强度信息，基于互相关技术估计距离向和方位向的偏移量，可以监测大梯度形变，但是测量精度在米级以上，很难精确监测小梯度形变。基于相位的SAR干涉测量方法利用两部SAR天线(或一部天线重复观测)来获取同一地区具有一定视角差的两幅单数复数影像，对两幅影像干涉得到的相位进行DEM相位去除、滤波、相位解缠、大气相位去除等步骤后，实现对地表微小形变的观测。
[0004]SBAS
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InSAR技术是在基于相位的SAR干涉测量方法的基础上，根据多景SAR影像的成像时间和轨道矢量，生成符合一定时间和空间基线阈值的小基线集(SBAS)，利用小基线集提供的多余观测进行平差来获取地表毫米级精度的形变时间序列。SBAS
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InSAR技术中的关键步骤为相位解缠，其目的是将SAR影像干涉后缠绕在[
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ππ]之间的相位根据Itoh假设恢复为相对于参考点的真实相位。但是，在相位解缠过程中，受到地表植被以及其它失相干因素的影响，解缠相位中可能存在误差，当失相干现象严重时，影响InSAR监测结果精度。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于，提供一种地表变形监测方法、终端设备及计算机可读存储介质，以解决现有技术中存在的失相干现象严重，导致变形监测精度低的技术问题。
[0006]本专利技术的第一方面提供了一种地表变形监测方法，包括：
[0007]获取待监测区域不同监测时间的SAR影像，得到多幅SAR影像；
[0008]根据所述多幅SAR影像构建小基线集，并对所述小基线集中的多幅SAR影像差分干涉后进行相位解缠，得到多幅相位解缠图；
[0009]判断所述多幅相位解缠图的解缠相位是否满足预设条件，如否，则更新对应的相位解缠图；
[0010]根据更新后的相位解缠图，确定所述待监测区域的变形序列。
[0011]优选地，判断所述多幅相位解缠图的解缠相位是否满足预设条件，具体包括：
[0012]从所述小基线集中的多幅SAR影像中，确定基线满足预设要求的多组图像组，每组所述图像组中包括两幅SAR影像；
[0013]判断每组中所述两幅SAR影像对应的相位解缠图的解缠相位是否为非空值。
[0014]优选地，更新对应的相位解缠图，具体包括：
[0015]以所述两幅SAR影像的中间监测时间为中心，获取距所述中心设定时长内的多幅所述SAR影像对应的相位解缠图；
[0016]根据距所述中心设定时长内的多幅所述SAR影像对应的相位解缠图，确定平均相位变化速率；
[0017]利用所述平均相位变化速率，补全空值对应的所述解缠相位，更新对应的相位解缠图。
[0018]优选地，所述平均相位变化速率根据第一公式确定，所述第一公式为：
[0019][0020]式中，V为所述平均相位变化速率，ph
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为第l幅相位解缠图中的解缠相位，ΔT
l
为第l幅相位解缠图对应的两幅SAR影像的监测时间间隔，N为距所述中心设定时长内的多幅所述SAR影像对应的相位解缠图的总数。
[0021]优选地，利用所述平均相位变化速率，补全空值对应的所述解缠相位，具体包括：
[0022]将所述平均相位变化速率和所述两幅SAR影像的监测时间间隔相乘；
[0023]利用所述相乘后的结果补全空值对应的所述解缠相位。
[0024]优选地，更新对应的相位解缠图之后，还包括：
[0025]根据所述小基线集中的多幅SAR影像构建多个相位闭合环，确定存在解缠误差的相位；
[0026]将所述解缠误差从对应的相位中去除；
[0027]相应的，根据更新后的相位解缠图，确定所述待监测区域的变形序列，具体为：
[0028]根据去除解缠误差后的多幅相位解缠图，确定所述待监测区域的变形序列。
[0029]优选地，根据所述小基线集中的多幅SAR影像构建多个相位闭合环，确定存在解缠误差的相位，具体包括：
[0030]以所述小基线集中的多幅SAR影像中的三幅构建一个相位闭合环，得到多个相位闭合环；
[0031]获取每个相位闭合环的残差，结合预设的残差阈值，确定对应相位解缠图中存在解缠误差的相位。
[0032]优选地，获取每个相位闭合环的残差，具体包括：
[0033]根据第二公式确定每个相位闭合环的残差，所述第二公式为：
[0034][0035]式中，为由第i、j、k监测时间获取的SAR影像构建的相位闭合环的残差，为第i监测时间获取的SAR影像与第j监测时间获取的SAR影像之间的解缠相位，为第j监测时间获取的SAR影像与第k监测时间获取的SAR影像之间的解缠相位，为第k监测时间获取的SAR影像与第i监测时间获取的SAR影像之间的解缠相位。
[0036]优选地，将所述解缠误差从对应的相位中去除，具体包括：
[0037]将所述解缠误差视为粗差，确定所述粗差的估值；
[0038]将所述粗差的估值约束到预设整数倍；
[0039]将约束后的粗差的估值从对应的相位中去除。
[0040]本专利技术的第二方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0041]本专利技术的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0042]本专利技术的地表变形监测方法、终端设备及计算机可读存储介质，相较于现有技术，具有如下有益效果：
[0043]本专利技术的地表变形监测方法及终端设备，能够充分利用多景SAR影像通过SBAS(Small Baseline Subset)策略生成的冗余相位解缠图，自动识别并改正存在解缠误差与空值的解缠相位，提供精确的地表变形时间序列与完整的地表形变场，克服时间与空间失相干现象对SBAS
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InSAR监测结果的影响，特别是长时间失相干现象导致平差网络断开的影响。
附图说明
[0044]图1为本专利技术地表变形监测方法的流程示意图；
[0045]图2为本专利技术方法与现有方法的模拟数据对比图；
[0046]图3为本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地表变形监测方法，其特征在于，包括：获取待监测区域不同监测时间的SAR影像，得到多幅SAR影像；根据所述多幅SAR影像构建小基线集，并对所述小基线集中的多幅SAR影像差分干涉后进行相位解缠，得到多幅相位解缠图；判断所述多幅相位解缠图的解缠相位是否满足预设条件，如否，则更新对应的相位解缠图；根据更新后的相位解缠图，确定所述待监测区域的变形序列。2.根据权利要求1所述的地表变形监测方法，其特征在于，判断所述多幅相位解缠图的解缠相位是否满足预设条件，具体包括：从所述小基线集中的多幅SAR影像中，确定基线满足预设要求的多组图像组，每组所述图像组中包括两幅SAR影像；判断每组中所述两幅SAR影像对应的相位解缠图的解缠相位是否为非空值。3.根据权利要求2所述的地表变形监测方法，其特征在于，更新对应的相位解缠图，具体包括：以所述两幅SAR影像的中间监测时间为中心，获取距所述中心设定时长内的多幅所述SAR影像对应的相位解缠图；根据距所述中心设定时长内的多幅所述SAR影像对应的相位解缠图，确定平均相位变化速率；利用所述平均相位变化速率，补全空值对应的所述解缠相位，更新对应的相位解缠图。4.根据权利要求3所述的地表变形监测方法，其特征在于，所述平均相位变化速率根据第一公式确定，所述第一公式为：式中，V为所述平均相位变化速率，ph
l
为第l幅相位解缠图中的解缠相位，ΔT
l
为第l幅相位解缠图对应的两幅SAR影像的监测时间间隔，N为距所述中心设定时长内的多幅所述SAR影像对应的相位解缠图的总数。5.根据权利要求3所述的地表变形监测方法，其特征在于，利用所述平均...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵超英，冯晓松，康亚，严明，辛瑜彬，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：