测绘科学与技术著作系列 InSAR对地观测数据处理方法与综合测量PDF电子书下载

第一章 绪论 1

1.1 InSAR技术进展 1

1.1.1 SAR的发展历史 1

1.1.2 InSAR技术及其发展 3

1.1.3 我国合成孔径雷达与干涉测量技术发展现状 8

1.2 InSAR数据处理软件 10

1.3 几种典型星载SAR卫星系统 12

1.3.1 ERS系列雷达卫星 12

1.3.2 Envisat雷达卫星 13

1.3.3 JERS-1雷达卫星 14

1.3.4 ALOS雷达卫星 15

1.3.5 Radarsat雷达卫星 16

1.3.6 TerraSAR-X雷达卫星 18

1.3.7 COSMO-SkyMed雷达卫星 19

参考文献 20

第二章 SAR干涉测量理论基础 25

2.1 SAR成像原理 25

2.1.1 雷达的工作方式 25

2.1.2 真实孔径雷达成像原理 26

2.1.3 SAR系统基本原理 28

2.2 SAR图像的主要特性 30

2.2.1 侧视成像几何特性 30

2.2.2 斑点噪声特性 31

2.2.3 穿透特性 32

2.2.4 辐射特性 32

2.3 InSAR及DInSAR技术 34

2.3.1 干涉相位组成 34

2.3.2 InSAR原理 36

2.3.3 DInSAR技术 37

2.4 雷达干涉测量数据处理流程 39

2.4.1 影像配准和重采样 39

2.4.2 干涉图和相干系数图生成 40

2.4.3 干涉图滤波 40

2.4.4 相位解缠 41

2.4.5 地理编码 41

参考文献 43

第三章 SAR干涉图噪声抑制 45

3.1 概述 45

3.2 干涉图生成的前置滤波 46

3.2.1 距离向频谱位移滤波 46

3.2.2 方位向频谱位移滤波 47

3.3 均值滤波和自适应滤波相结合的SAR干涉图噪声抑制 47

3.3.1 多视数均值滤波 48

3.3.2 基于梯度的自适应滤波 48

3.3 3 均值滤波与自适应滤波相结合的综合滤波方法 49

3.3.4 试验结果与分析 49

3.4 基于小波域HMT模型SAR干涉图噪声抑制 52

3.4.1 基本原理 52

3.4.2 算法实现 54

3.4.3 试验结果与分析 54

3.5 基于静态小波变换SAR干涉图细节补偿噪声抑制 56

3.5.1 细节补偿概念 56

3.5.2 离散小波变换及Mallat算法 57

3.5.3 静态小波变换算法 58

3.5.4 细节补偿滤波方法的实现 59

3.5.5 试验结果与分析 59

参考文献 62

第四章 SAR干涉基线估计方法 63

4.1 概述 63

4.2 轨道和基线 64

4.2.1 轨道基础知识 64

4.2.2 基线模型 66

4.2.3 InSAR测量对基线精度的要求 68

4.2.4 最优基线参数 69

4.3 几种典型的基线估计方法 70

4.3.1 基于卫星轨道状态矢量的基线估计 70

4.3.2 基于干涉图条纹频率的基线估计 71

4.3.3 基于外部信息的基线估计 71

4.3.4 典型基线估计方法实验结果比较 72

4.4 基于Kalman滤波和配准参数的基线估计 74

4.4.1 InSAR成像几何 74

4.4.2 基线估计状态空间模型 75

4.4.3 基线估计观测模型 75

4.4.4 Kalman滤波方程 75

4.4.5 时变基线估计 76

4.4.6 实验结果 76

参考文献 78

第五章 地物SAR后向散射特性分析 80

5.1 概述 80

5.2 地物雷达遥感机理 81

5.2.1 影响地物后向散射特性的因素 81

5.2.2 建筑物后向散射机制 83

5.3 地物SAR后向散射强度特性分析 85

5.3.1 不同地物类型SAR后向散射强度比较 85

5.3.2 地物后向散射强度的时间特性 89

5.3.3 地物后向散射强度特性分析总结 90

5.4 地物SAR干涉相干特性分析 91

5.4.1 干涉相干系数生成 91

5.4.2 地物相干特性分析 92

5.4.3 高相干性目标时序分析 95

5.4.4 地物干涉相干特性分析总结 97

5.5 地物后向散射强度特性与相干特性的关系分析 97

参考文献 98

第六章 利用SAR幅度信息的地表变化检测 100

6.1 概述 100

6.2 SAR差异图像构造 101

6.3 基于广义高斯模型的变化检测 104

6.3.1 广义高斯分布模型的定义 104

6.3.2 SAR幅度差异图像广义高斯分布模型的建立 104

6.3.3 广义高斯模型的参数估计 105

6.4 改进的KI变化阈值选取方法 106

6.5 实验结果与分析 107

6.5.1 模拟SAR图像变化检测实验 107

6.5.2 真实SAR图像变化检测实验 109

6.5.3 结论与分析 111

参考文献 112

第七章 利用SAR幅度信息评估地震引起的城市破坏程度 114

7.1 概述 114

7.2 地震前后建筑物SAR图像特征分析 115

7.2.1 研究区域与实验数据 115

7.2.2 地震前后建筑物SAR图像特征分析 117

7.3 地震引起的建筑物破坏程度评估模型 118

7.4 评估建筑物破坏程度的SAR图像处理流程 120

7.5 实验结果与分析 121

参考文献 124

第八章 利用多时相SAR干涉相干信息的地表变化检测 126

8.1 概述 126

8.2 InSAR相干系数与相干系数变化指数 126

8.2.1 去相干源分析 126

8.2.2 相干系数快速估计 132

8.2.3 时间去相干系数估计 133

8.2.4 相干系数变化指数定义与估计 134

8.3 实验区相干系数变化指数分析 135

8.4 实验结果与精度评定 138

参考文献 140

第九章 融合多时相SAR幅度信息和相干信息的地表变化检测 142

9.1 概述 142

9.2 融合幅度信息和相干信息城市变化检测数据处理流程 143

9.3 多时相SAR图像差异特征估计 144

9.3.1 多时相SAR幅度差异特征估计 144

9.3.2 多时相SAR相干差异特征估计 145

9.4 基于二维模糊熵的差异特征融合与变化检测 145

9.4.1 差异特征二维直方图 145

9.4.2 融合差异特征的二维模糊熵表达 146

9.4.3 利用遗传算法获取模糊熵最优阈值 149

9.5 实验结果与分析 150

9.5.1 实验数据 150

9.5.2 差异特征提取 151

9.5.3 变化区域提取与分析 152

参考文献 154

第十章 利用DInSAR方法监测地表形变 155

10.1 概述 155

10.2 利用差分干涉测量方法获取DEM 156

10.2.1 传统方法获取DEM 156

10.2.2 航天飞机雷达制图任务（SRTM） 157

10.2.3 星载重轨SAR干涉测量方法 158

10.2.4 SRTM与星载重轨SAR干涉测量获取DEM精度比较 159

10.3 DInSAR技术监测地震形变 162

10.3.1 研究区域概况 162

10.3.2 三通法差分干涉测量 163

10.3.3 两通法差分干涉测量 163

10.3.4 基于精密卫星轨道的三通法差分干涉测量结果 165

10.4 利用DInSAR技术监测南京地表沉降 169

10.4.1 南京地区SAR数据 170

10.4.2 南京地区SAR数据相干性分析 170

10.5 常规DInSAR技术监测地表形变的局限性 175

参考文献 177

第十一章 基于SBAS-DInSAR方法的地表形变监测 179

11.1 概述 179

11.2 SBAS-DInSAR方法 179

11.3 附加约束条件的SBAS-DInSAR方法 181

11.3.1 矩阵奇异值分解 181

11.3.2 附加约束条件的SBAS-DInSAR方法 182

11.4 相干目标提取 184

11.5 离散点相位解缠 186

11.6 大气相位分离 187

11.7 SBAS-DInSAR方法探测地表形变试验结果 188

11.7.1 研究区域与数据处理 188

11.7.2 精度分析与沉降原因探讨 194

11.8 SBAS-DInSAR法的优势与不足 196

11.9 扩展SBAS-DInSAR形变监测方法 197

11.9.1 多平台SBAS-DInSAR方法 197

11.9.2 全分辨率SBAS-DInSAR方法 199

11.9.3 邻域差分SBAS-DInSAR方法 202

参考文献 208

第十二章 综合GPS、InSAR及PS-DInSAR技术监测地表形变 210

12.1 概述 210

12.2 InSAR视线向形变观测值与地表三维形变的关系 210

12.3 基于马尔可夫随机场的GPS和InSAR综合方法 212

12.3.1 能量函数的确定 212

12.3.2 模拟退火法求能量函数最小值 213

12.3.3 解析法求能量函数最小值 214

12.4 改进的基于马尔可夫随机场的GPS和InSAR综合方法 214

12.4.1 传统定权方法存在的问题 214

12.4.2 改进的定权方法 215

12.4.3 实验结果与分析 217

12.5 GPS和PS-DInSAR综合方法及其在地面沉降监测中的应用 221

12.5.1 PS-DInSAR技术及其特点 221

12.5.2 PS差分观测方程及其参数求解 222

12.5.3 PS-DInSAR技术在江苏盐城市地面沉降监测中的应用 224

12.5.4 PS-DInSAR技术在江苏南通市地面沉降监测中的应用 228

12.5.5 利用GPS提高PS-DInSAR测量精度探讨 232

参考文献 236