基于INSAR進(jìn)行的變形監(jiān)測(cè)簡析簡述：近年來地震、火山、滑坡和地面沉降等地質(zhì)災(zāi)害越來越嚴(yán)重地威脅著人類的生存空間，針對(duì)這種災(zāi)害而發(fā)展起來的地表形變監(jiān)測(cè)和測(cè)量技術(shù)就顯得尤為重要。20世紀(jì)70年代后期，空間影像雷達(dá)在遙感中開始扮演重要角色。合成孔徑雷達(dá)(SAR)由于空間影像雷達(dá)使用微波信號(hào)(厘米至分米波段)很少受氣象條件及是否有太陽照射影響，可以在任何時(shí)候獲取全球表面信息，因此非常適用于地表面監(jiān)測(cè)工作。側(cè)視成像、脈沖壓縮技術(shù)及合成孔徑技術(shù)的綜合應(yīng)用，可以保證空間影像雷達(dá)獲得幾米到幾十米精度的地面幾何分辨率。InSAR英文全稱為Interferometric

SyntheticAperture

Radar,InSAR，中文含義為“合成孔徑雷達(dá)干涉技術(shù)”，是一種使用微波探測(cè)地表目標(biāo)的主動(dòng)式成像傳感器。研究表明：其能夠生成大規(guī)模的數(shù)字高程模型(DEM)，InSAR用于差分模式(D-InSAR)能以cm級(jí)甚至毫米級(jí)精度在大的時(shí)間與空間尺度上探測(cè)到地球表面位移，并已應(yīng)用于地震與火山研究、冰川運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、地球構(gòu)造運(yùn)動(dòng)研究、地面沉降監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。已經(jīng)發(fā)射的星載合成孔徑雷達(dá)SAR干涉基本原理InSAR監(jiān)測(cè)變形的基本原理該圖表示距離向平面圖，所有角度按逆時(shí)針方向定義地面點(diǎn)P位于橢球面高度h,P0

為P在橢球面的投影(即h=0)，相應(yīng)的側(cè)視角為θ0；。假設(shè)1與2這對(duì)影像地面無任何形變，無大氣影響，無任何誤差，稱之為地形對(duì)(topo-pair)；而1與3之間存在地形變，稱之為形變對(duì)(defo-pair)。對(duì)于地形對(duì)，基線的垂直與水平分量分別為:干涉相位是改正到橢球面有：對(duì)于形變對(duì)，假設(shè)在雷達(dá)視線方向(距離)形變量為△r，可表達(dá)為為形變△r引起的相位形變對(duì)的干涉相位為：根據(jù)上述所示的D-InSAR幾何，我們不難導(dǎo)出形變△r引起的這是利用3幅單視復(fù)圖像數(shù)據(jù)提取地形變量的一個(gè)非常重要的公式，通過兩幅干涉圖垂直基線之比，便能提取地形變干涉條紋，無需解算θ值。要注意前提是地形無任何形變。InSAR監(jiān)測(cè)變形技術(shù)差分干涉測(cè)量技術(shù)是應(yīng)用重復(fù)軌道的方式，在不同的時(shí)間獲取同一地區(qū)雷達(dá)影像，利用此兩幅影像進(jìn)行差分干涉，可獲得此地區(qū)于該時(shí)段地表及衛(wèi)星間的距離變化所造成的雷達(dá)波相位差，這種相位差以干涉條紋的形式呈現(xiàn)，構(gòu)成上包含地形引起的相位差，影像獲取期間形變引起的相位差，對(duì)流層延遲誤差，軌道誤差等。

D-InSAR基本原理合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量的相位貢獻(xiàn)，主要來自于地形相位、形變相位、平球相位和大氣延遲相位。如果想要獲取地表形變信息，則必須要消除區(qū)域地形相位、平球相位和大氣延遲的相位信息。平球相位可通過衛(wèi)星軌道和地球橢球嚴(yán)密的幾何關(guān)系來形成嚴(yán)整的幾何算法，大氣延遲相位貢獻(xiàn)份額是最少的，規(guī)律尚且不明顯，有專門研究?，F(xiàn)階段，消除區(qū)域地形相位方法有四種：（1）選取基線距為零的干涉圖像對(duì)，無須考慮地形影響，

即可

獲得地表形變量；（2）應(yīng)用外部因素來消除地形因素的效果，來獲得地表形

變量。外部因素主要是DEM數(shù)據(jù)（3）利用第三幅合成孔徑雷達(dá)圖像，采用干涉的方法，來

消除地形影響，獲得干涉形變量（4）利用四幅SAR圖像，采用地表形變前后兩兩干涉的方

法來消除地形影響，獲得干涉形變量

就現(xiàn)階段來講基線距為零的干涉圖像對(duì)很少，所以：方法一很難實(shí)現(xiàn)；方法二即所謂的兩通或者兩軌法干涉測(cè)量，由于其少用一景SAR圖像，在InSAR數(shù)據(jù)源相對(duì)匱乏的今天來講，該方法經(jīng)濟(jì)上具有很大優(yōu)勢(shì)，目前已有研究成果表明,兩軌法干涉測(cè)量所得測(cè)量結(jié)果在整體上與三軌干涉基本一致，因此兩軌法精度上是可行；方法三又稱三通或三軌法干涉測(cè)量，是標(biāo)準(zhǔn)差分干涉測(cè)量方式；方法四即四通差分干涉測(cè)量，精度上更可靠，但適合干涉的SAR數(shù)據(jù)選取更加困難，經(jīng)濟(jì)上也不是很合理。InSAR技術(shù)應(yīng)用于地面沉降監(jiān)測(cè)的國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)InSAR技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①大規(guī)模的數(shù)字高程模型(DEM)的建立和地形制圖；②地球表面形變場的探測(cè)，包括地震位移測(cè)量、火

山運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、冰川漂移、地表沉降與山體滑坡等

引起的地表位移監(jiān)測(cè)；③森林調(diào)查與制圖；④海洋測(cè)繪以及土地利用與分類等。InSAR技術(shù)具有大面積、連續(xù)、快速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)。城市地面覆蓋植被較少，城市用地變化較少，干涉測(cè)量在城市區(qū)域往往表現(xiàn)出較高相干性；且InSAR監(jiān)測(cè)可得到一定面積空間的平均變化值，而傳統(tǒng)方法只能得到點(diǎn)或線的差異。這些特點(diǎn)說明InSAR技術(shù)特別適合城市環(huán)境地面沉降監(jiān)測(cè)。國內(nèi)外InSAR技術(shù)用于城市地表沉降監(jiān)測(cè)的實(shí)踐表明：In物SA朗R技術(shù)的優(yōu)理劣性優(yōu)勢(shì)：(1滅)覆蓋蒜范圍蓮大,方便取迅速:(2)成本趴低,不需混要建城立監(jiān)相測(cè)網(wǎng);(3)空間分辨法率高,可以留獲得屈某一籃地區(qū)艙連續(xù)寫的地攀表形變信息;(4)可以渡監(jiān)測(cè)卻或識(shí)糞別出腿潛在削或未艦知的蠶地面灑形變特信息:(5)全天躍候,不受慘云層魚及晝領(lǐng)夜影像響。局限熱性地震、火技山等引順起的椅地表宜形變疤不只剃是垂著直方向嫂上的位掌移，也包含吧有水平灰方向上的鉆位移。只裹有單一跡的垂蕉直方逆向的渾位移蘆的時(shí)厲候，我課們可以冤根據(jù)體目標(biāo)宵與雷坦達(dá)的棄幾何關(guān)系話將視線夏方向撥上的干形變艱量轉(zhuǎn)好換成剩垂直情方向箏的位個(gè)移。而既有禁垂直盞方向時(shí)位移緩，又有得水平飲方向副位移的形其變，視享線方柳向上枕的形震變量挺將如繡何轉(zhuǎn)幅換還飲是需繼要進(jìn)陳進(jìn)一舊步研狡究的注。In風(fēng)SA粉R技術(shù)曲雖然斗具有很高紀(jì)的空濁間分南辨率,星載SA貿(mào)R已達(dá)潮到約20米,但是濱雷達(dá)暖衛(wèi)星鹿因其聾固有軋的運(yùn)萄行周據(jù)期,所以時(shí)間耽分辨?zhèn)陕蔬€闊滿足投不了巷要求。另星外大捆氣參績數(shù)的弊變化,