本發明專利技術公布了一種利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，具體包括以下步驟：1)雙站InSAR干涉相位計算；2)雙站InSAR差分相位估算；3)地震前后地表高程變化結果估算；4)地震滑坡體積求取。通過TanDEM-X雙站InSAR干涉相位、外部DEM模擬相位、高精度GPS或ICESat校正點獲取校正后的TanDEM-X雙站InSAR差分相位，進而獲取地震前后地表高程變化結果，再結合地震滑坡邊界編目數據、地震前后光學遙感數據求取地震滑坡體積。本發明專利技術提取地震滑坡體積的方法具有高分辨率、高精度優勢；同時不需要布設地面測量設備，具有面狀、大區域的滑坡地震滑坡體積提取能力；成本低。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于衛星遙感應用領域，具體涉及一種利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震 滑坡體積的方法，利用TanDEM-X雙站InSAR獲取地震前后地表高程變化，進而定量估算區 域地震滑坡體積，可在全球區域拓展應用。
技術介紹
近年來，地震容易引發大量滑坡、泥石流等次生地質災害，對人民居住環境和生命 財產安全構成了巨大的威脅，同時也是鐵路、公路等交通設施的重要病害，是震區面臨最嚴 重的兩類地質災害，進行區域地震滑坡體積提取和泥石流危險性評估是地震災區恢復重建 和經濟發展的緊迫工作。其中滑坡是指斜坡上的土體或者巖體，受河流沖刷、地下水活動、 雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或者軟弱帶，整 體地或者分散地順坡向下滑動的自然現象。其中泥石流是指在山區或者其他溝谷深壑，地 形險峻的地區，因為暴雨、暴雪或其他自然災害引發的山體滑坡并攜帶有大量泥沙以及石 塊的特殊洪流。地震滑坡體積作為泥石流物源定量計算的重要參數，開展地震滑坡體積定 量研究對估算泥石流物源具有重要的實際應用價值和科學意義，為震區泥石流災害的風險 評價和預測預報等提供科學依據。地震發生后，地震滑坡、泥石流等次生災害頻發，迫切需 要一種能夠大范圍、定量、精確地提取地震滑坡體積的方法，進而能夠地震滑坡等地質災害 進行預警，減少百姓財產損失和保障人員安全。 目前，地震滑坡體積提取的技術手段主要有GPS實地測量、三維激光LiDAR、光學 遙感等。GPS實地測量和三維激光LiDAR具有觀測精度高等優勢，尤其三維激光LiDAR能夠 獲取整個滑坡面的高分辨率點云地形數據，可精確獲取地震滑坡體積，但地震滑坡個數通 常上萬個，甚至幾十萬個，該方法提取區域范圍的地震滑坡體積效率較低；光學遙感可以大 范圍獲取地震滑坡中心點位置、邊界、面積等分布參數，通過經驗公式或模型等提取地震滑 坡體積，但經驗公式或模型對最終地震滑坡體積帶來不可避免的誤差，難以定量、精確的獲 取地震滑坡體積。且地震發生后，較長一段時間會存在持續降雨天氣，光學遙感的地震滑坡 體積提取工作難以開展。 TanDEM-X雙站InSAR可獲取全球尺度的高分辨率、高精度地形信息，結合震前地 形資料，能夠精確計算地震地震滑坡體積，為地震滑坡風險性評價以及地震滑坡災害防治 提供重要的基礎數據。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是針對目前地震滑坡體積提取方法存在的上述不足，提 供，能夠大范圍、定量提取地震滑 坡體積。 本專利技術為解決上述技術問題所采用的具體步驟是： -種利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，根據TanDEM-X雙站 InSAR獲取的地震前后地表高程變化結果，結合地震滑坡邊界編目數據和地震前后光學遙 感數據，求取地震滑坡體積，具體包括以下步驟： 1)雙站SAR數據影像配準：使兩幅復圖像中同一位置的像素對應地面上的同一回 波點； 2)雙站InSAR干涉相位計算：利用TanDEM-X和TerraSAR-X兩顆衛星獲取的高分 辨率SAR影像，通過干涉圖生成數據處理，計算雙站InSAR干涉相位； 3)雙站InSAR差分相位估算：雙站InSAR干涉相位與外部DEM模擬相位進行差分 處理； 4)雙站InSAR差分相位解纏：相位解纏采用兼顧運算速度和準確性的最小費流量 法（MinimumCostFlow，MCF，雙站InSAR差分相位解纏主要解決干涉條紋過密引起的解纏 相位跳躍、不連續，以及軌道基線誤差引起的長波趨勢面等問題）； 5)雙站InSAR差分相位校正：采用高精度GPS或ICESat點進行絕對相位偏移校 正； 6)地震前后地表高程變化結果估算：雙站InSAR差分相位經過相位高程轉換，估 算地震前后地表高程變化結果； 7)地震滑坡體積求取：地震前后地表高程變化結果經過地震滑坡邊界編目數據 篩選，以及地震前后光學遙感數據進一步識別獲取，求取地震滑坡體積。 按上述方案，所述步驟1)中影像配準是為獲得干涉相位具有較高的信噪比，使兩 幅復圖像中同一位置的像素對應地面上的同一回波點的過程。 按上述方案，所述步驟2)中干涉圖生成數據處理是影像經過精確配準后，進行復 共輒相乘生成復干涉紋圖，復干涉相位生成公式如下： 式中，uint是干涉結果，5；(#)和戶)分別為兩顆衛星獲取的雷達信號，AR為兩 顆衛星到地面P點的距離之差，A為雷達波長。 按上述方案，所述步驟3)中外部DEM模擬相位通過外部DEM經過相位高程轉換獲 取。 按上述方案，所述步驟3)中雙站InSAR干涉相位與外部DEM模擬相位進行差分處 理公式如下： ^^Differences- ^ ^TanDEM X_^ ^SRTMDEM 式中，AW Differences為差分相位，AW TanDEM X是雙站InSAR干涉相位，AW SRTMDEM為外 部DEM模擬相位。 按上述方案，所述步驟5)中高精度GPS或ICESat點是覆蓋研究區域的高精度測 量點。 按上述方案，所述步驟6)中相位高程轉換為根據相位P和高程z(y)之間的關系 獲取相應高程變化結果，滿足下式： 式中，Bi為兩天線之間的空間矢量在平行主影像上的分量，0為視角，/?(/》為兩 顆衛星到地面P點的平均距離。 按上述方案，所述步驟7)中地震滑坡邊界編目數據通過光學遙感、實地觀測技術 手段獲取。 按上述方案，所述步驟7)中地震前后光學遙感數據是覆蓋地震滑坡區域的地震 發生前后的星載、基站的光學遙感數據。 按上述方案，所述外部DEM包括30m和90m分辨率的SRTM-CDEM、30m分辨率的 SRTM-XDEM以及其它測量技術手段獲取的DEM結果。 本專利技術與現有技術相比具有以下優點： 1、TerraSAR-X和TanDEM-X為兩顆高分辨率SAR衛星，地震前后地表高程變化結 果是校正后的雙站InSAR差分相位經過相位高程方法生成，相位級的高程轉換使地震前后 地表高程變化結果具有高精度特性。地震前后地表高程變化結果又經過地震滑坡邊界編目 數據篩選和地震前后光學遙感數據識別，生成的地震滑坡體積具有高分辨率、高精度特征， 故本專利技術利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法具有高分辨率、高精度優勢； 2、InSAR具有全天時全天候成像能力，不受云層及晝夜影響。尤其在地震發生之 后，震區多數發生長時間、大規模的降雨，導致光學遙感無法成像，而SAR在陰雨天氣等惡 劣環境仍能進行影像獲取，進而對地震滑坡持續監測； 3、本專利技術具有面狀、大區域的、滑坡地震滑坡體積提取能力，而GPS、三維激光 LiDAR等地面測量手難以進行； 4、本專利技術成本低，不需要布設地面測量設備。【附圖說明】 圖1是本專利技術的方法流程圖； 圖2是本專利技術方法應用的一實例圖；【具體實施方式】 下面結合附圖和實施例對本專利技術作詳細具體的說明。 參照圖1所示，本專利技術所述的利用TanDEM-X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方 法，通過TanDEM-X雙站InSAR干涉相位、外部DEM模擬相位、高精度GPS或ICESat校正點 獲取校正后的TanDEM-X雙站InSAR差分相位，進而獲取地震前后地表高程變化結果，再結 合地震滑坡邊界編目數據、地震前后光學遙感數據求取地震滑坡體積本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種利用TanDEM?X雙站InSAR提取地震滑坡體積的方法，其特征在于，根據TanDEM?X雙站InSAR獲取的地震前后地表高程變化結果，結合地震滑坡邊界編目數據和地震前后光學遙感數據，求取地震滑坡體積，具體包括以下步驟：1)雙站SAR數據影像配準：使兩幅復圖像中同一位置的像素對應地面上的同一回波點；2)雙站InSAR干涉相位計算：利用TanDEM?X和TerraSAR?X兩顆衛星獲取的高分辨率SAR影像，通過干涉圖生成數據處理，計算雙站InSAR干涉相位；3)雙站InSAR差分相位估算：雙站InSAR干涉相位與外部DEM模擬相位進行差分處理；4)雙站InSAR差分相位解纏：相位解纏采用兼顧運算速度和準確性的最小費流量法；5)雙站InSAR差分相位校正：采用高精度GPS或ICESat點進行絕對相位偏移校正；6)地震前后地表高程變化結果估算：雙站InSAR差分相位經過相位高程轉換，估算地震前后地表高程變化結果；7)地震滑坡體積求取：地震前后地表高程變化結果經過地震滑坡邊界編目數據篩選，以及地震前后光學遙感數據進一步識別獲取，求取地震滑坡體積。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：江利明，孫亞飛，
申請(專利權)人：中國科學院測量與地球物理研究所，
類型：發明
國別省市：湖北;42
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。