基于永久散射体的干涉测量技术可以克服卫星合成孔径雷达应用于区域地表形变探测所面临的时空失相关和大气影响。在永久散射体雷达差分干涉测量（PSInSAR） 算法流程中，PS 点的探测与识别是重要环节。本文在分析几种较常用PS 点目标提取方法的基础上，并改进了一套基于相关系数和振幅离差双阈值的PS点目标识别方法，并将这两种双重阈值串行的探测方法应用在唐山主城区的16 景SAR 影像中探测PS 点目标，通过实验分别比对了研究区域内各种方法在不同阈值组合情况下提取出来的PS 点效果，通过对实验结果分析可知，改进后的双重指数阈值法获取的PS候选点分布情况更合理，证明了改进方法的有效性和可靠性。毕业设计(论文)专用纸4.1时序相关系数阈值法264.2振幅离差阈值法284.3相位离差阈值法304.4各种结果对比分析32第五章优化后的算法的实验过程与结果...345.1相关系数阈值法和振幅离差指数阈值法双阈值法345.2各种算法结果对比分析35第六章结论与展望376.1结论376.2展望37参考文献38毕业设计(论文)专用纸表目录表3-1源数据详细信息18毕业设计(论文)专用纸图目录图3-1原始SAR影像20图3-2多视处理后SAR影像22图3-3振幅纠正前影像25图3-4振幅纠正后影像...25图4-1振幅离差法提取图.32图4-2相位离差提取图32图4-3相关系数提取图,,,,,,,,,,33图5-1各种算法结果对比图35毕业设计(论文)专用纸摘要基于永久散射体的干涉测量技术可以克服卫星合成孔径雷达应用于区域地表形变探测所面临的时空失相关和人气景响。在永久散射体雷达差分干涉测量()算法流稈中,点的探测与识别是重要环节。本文在分析几种较常用点目标提取方法的基础上,并改进了一套基于相关系数和振幅离差双阈值的点目标识别方法,并将这两种双重阈值串行的探测方法应用在唐山主城区的景影像中探测点目标,通过实验分别比对了研究区域内各种方法在不同阈值组合情况下提耿岀米的点效果,通过对实验结果分析可知,改进后的双重指数阈值法获取的侯选点分布情况更合理,证明了改进方法的有效性和可靠性。关键词:合成孔径雷达差分干涉测量;相干点;永久散射体;相关系数;振幅离差指数;相位离差指数毕业设计(论文)专用纸毕业设计(论文)专用纸第一章绪论1.1研究目的及意义合成孔径雷达干涉测量()技术的应用领域广泛,包括地形测量以及地球动力学研究、冰川研究、森林调耷与制图、海洋测绘等诸多领域。)结合了合成孔径雷达成像技术和干涉测量技术,利用传感器的系统参数和成像儿何关系等精确测量地表某一点的三维空间位置及微小变化。最初设计是用来对地球表面测图,后来很快被扩展为差分干涉技术(凭借其独特的高形变测量精度、髙空间分辨率、自动化的数据处理等技术特点口逐渐应用于微小的地表形变测量,并以此进行地球物理模型的反演,在研究地震形变、火山运动、冰川漂移、地表沉降及山体滑坡等方面表现出板好的应用。合成孔径雷达差分干涉测量技术(是以合成孔径雷达复数影像的相位信息获取地表变化信息的技术,是合成孔径雷达卫星应用的一个拓展。雷达图像的差分干涉图可用」监测匣米级或更微小的地球表面形变。尽管技术在形变监测方面表现出极大的应用潜力,并取得一些成功的应用,但该技术要完全走向实用化,还受到多方血因素的影响和制约,其中时空失相关和大气效应是该技术的瓶颈)技术的目的就是为了解决传统中时空去相关和大气效应等瓶颈问题,以提高区域地表形变监测的精度和可靠性。时间去相关使传统技术在监测植被覆盖地区的形变非常困难,上要是因为散射体的物理特性随时间的变化而造成的。空间去相关限制了适合干涉测量应用的影像数目。大气效应贡献值双向作用于影像相位,可严重影响形变监测精度。所谓是指成像区域内的部分硬目标(包括自然和人工地物),它们具有稳定的且不易随时间变化的雷达散射特性,即便在很长时间间隔内仍然保持髙相干,并且在空间基线距超过临界基线距的情況下,也能够保持髙相干性。这样便可充分利用长基线距的干涉图像对,最大限度地提高数据的利用率技术的基本原理就是利用多景冋一地区的影像,影像数目根据图像相干性情况而定。通过统计分析所有影像的嘔度信息,找出不受时间、空间和大气效应影响的永久散射体,然后所有建模和解算仅基于这些髙信噪比的点,上地形数据误差和大气延迟诀差等能够被分离,从而提高上地表形变参数估计的精度,其它低信噪匕点的形变信息可通过插值的方法计算得到。技术的核心思想是突出永久散射体()这一性质优良的目标点,将亍涉相位分析与处理完全集中在这些具有稳定散射特性的像元点集上。因为点的相位稳定性决定了它表现出来的信息是可靠的,能反映地表形变运动现象的客观过程,其干涉相干性几乎不受吋毕业设计(论文)专用纸间跨度和轧道间距的景响,基于离散点进行差分干涉和建模、分离岀各信号分量并最终提取形变信息是可能的。因此,如何从图像中白动识别与选取有效的点是技术处理中最为重要的环节之一。永久散射体的选择是永久散射体干涉测量技术中的基础环节,也是最重要的环节。点的误选和漏选都会在后续处理过程中产生放大性的误差。因此,点的正确选取尤为关键,某种意义上说决定着技术的成败1.2国内外研究现状1.2.1国内外研究现状为了解决中时空失相关和大气延迟等问题,最早且具有代表性的实验工作是意大利人于年开始研究并应用的永久散射体干涉测量新技术。最初利用技术是用来监测意大利地区的滑坡,实验采用了地区的景影像,影像时间跨度在年以上,最长空间基线超过了米,时间去相干比较严重,这是用常规技术无法实现的但技术得出了很好的结果,得出了该地区滑坡不稳定体上点运动速度约为,所得结论与用水准测量监测结果吻合。自提出永久散射体雷达差分干涉测量方法以来,吸引了大批国内外学者对该方法进行研究。因此在随后的几年里,技术得到」推广和应用,并取得了一定的成果,也显小出了巨大的应用潜力。年,团队利用技术对英国伦敦进行了监测研究,使用了年景数据,研究区内的分布密度满足∫硏究的需要,研究得出结论伦敦市形变速度为(负号表示地面下降)。年,团队与其合作者利用术对美国洛杉矶进行了研究,使用年数据,得到的结果显示洛杉矶城市沉降速度为与测得的非常接近。同年,与等人又使用技术研究了美国加洲市区及附近地区的地表沉降,总共使用了幅影像,最大的时间基线超过了年,空间基线分布在之间,探测到了该地区同时存在沉降与隆起两种不同的地表位移现象,处理结果显小,年中最大的沉降量有,而最大的隆起量为年德国宇航局()与等人使用技术对德国柏林地区地面沉降进行了研究实验采用了景该地区的影像作数据源,影像时间跨度达到年,最长有效空间基线达到米,选取∫面积作为试验区域,总共选取了个像元作为日标,测量结果显示,该地区西部存在的地面沉降队。年等利用技术对滑坂与构造运动进行了监测研究,得到了所有点视线向的平均形变速度,精度约为年美国大学地球物理系的和也进行了类似研究,不同之处在于实验区域环境的差异,他们选取了植被密度较大的东部大峡谷火山喷发区作为研宄范围,在线形形变的偎设前提下,使毕业设计(论文)专用纸用技术提取了时间跨度为年的地表沉降速度场与地面精密水准测量数据和监测数据比较,近的点上的测量数据显示出较高的可靠性。年,等首次将技术引入矿山沉陷研究,利用幅雷达影像,分析了废弃煤矿的开采沉陷,得出了年间的开采沉降速度场,结果与实地调査的建筑物破坏程度进行比较,得到很好的致性等也利用技术监测了铁矿开采引起的地衣形变灾害。国内对技术的研究起步较晚,但发展很快。王超及李德仁院上分别」年和年对技术做了侣导性的介绍,之后唐伶利,傅文学,张景发等阐述了该技术的研究及应用现状,在应用方面也取得了一些成功,如汤益先,张红,王超等人利用探测了苏州城市地面线形沉降,范景辉,刘广,郭华东等人基于技术成功提取天津地区地面沉降,陈强等人对上海地区进行了研究,成功提取了上海地面沉降场。而在点的识别中常用来确定阈值的方法有提出的通过利用相干图设定相干系数阈值去识别,但是空间基线的范围会直接影响到点识别的精度,所以该方法仅对空间基线在至范围内的干涉对上具有逅用性。点的识别还能够通过影像像元的干涉相位噪声,等人针对获取信噪信息无法保证稳定的可靠性,而提岀使用像元的振幅信恳去替代干涉相位的噪声水平,逐像元根据振幅离差指数公式分别计算其离差指数,再设定离差指数阈值,如果其中某分辨单儿计算出的离差指数会小于该设定的阈值时,便可以认为这是点,这一方法被称为振幅离差指数阈值法。西南交通大学的陈強博士年在其博士论文里把两种单一阈值法一时序相干系数阈值法与振幅离差指数阈值法结合之后提出了点的双重阈值自动识别法,先通过相干系数阈值法厶剔除硏究区域里失相关的目标,然后再通过振幅离差指数阈值法厶点精选。而还提出过种基于相位离散指数的阈值法,就是当某个像元的这一指数小于设定阈值的时候表明这像元的散射够稳定,但是使用这一方法选取岀米的点是没有经过大气相位改正的,会被失相关等影响让其可靠性降低。在此之外,还有许多国内外的专家学者也在硏究优化选取永久散射体点,并且还提出了与之相应的点识别算法,比如有山东科技大学的陶秋香博士提出过永久散射体点基于小波相位分析的点识別法。还有相位分析阈值法、振幅离差指数阈值法以及基于相干系数和振幅离差指数的双阈值法、基于振和振幅离差指数的双阈值法、基于双阈值和干涉相位空间相关性分析法、基于综合相干系数阈值法等方法,仝部这些方法都能为我们深入研究点的识别选取来提供一定的借鉴与参考价值。1.2.2现有研究存在的问题技术从提出至今还不到十年时间,这期间,尽管有许多学者对它做了大量研究,取得了些成功的应用,但目前对该技术仍缺乏系统详尽的理论研究与分析。技术的相关理论