采用D-InSAR技術獲取山區(qū)DEM的研究.pdf

1、數(shù)字高程模型(DEM)是重要的空間基礎地理信息,在資源調(diào)查與開發(fā)、防災減災、基礎設施規(guī)劃與施工等相關的科研及國民經(jīng)濟領域的作用越來越大。然而在我國的西部,地形復雜、海拔高、空氣稀薄,部分區(qū)域甚至常年受到云霧天氣影響,致使常規(guī)的DEM數(shù)據(jù)采集手段很難適用。合成孔徑雷達干涉測量(InSAR)技術為實現(xiàn)西部山區(qū)DEM的大面積、快速及高精度獲取提供了一種全新的方式。它是利用同一區(qū)域內(nèi)的兩景或多景SAR影像進行干涉,從而提取研究區(qū)高程精度達米級的

2、高程信息。本文主要就利用InSAR技術在大范圍、高精度的山區(qū)地形測繪方面存在的問題進行研究和探討,為其在地形測繪領域的推廣應用奠定基礎。
　　 論文圍繞利用InSAR技術獲取高精度山區(qū)DEM的算法理論和技術流程開展研究。針對SAR干涉DEM數(shù)據(jù)處理中的基線估計和相位解纏兩大關鍵步驟,分別提出了一種適合于山區(qū)SAR數(shù)據(jù)處理的基線估計算法和差分提取DEM算法,以獲取高精度的山區(qū)DEM。論文的主要研究工作如下:
　　 1、分析

3、了影響SAR干涉測高精度的誤差源
　　 從SAR干涉DEM的幾何模型和數(shù)學模型著手,尋找影響SAR干涉提取DEM高程精度的誤差源,并從理論上分析主要誤差源對SAR干涉提取DEM高程精度的影響。
　　 2、提出了一種不受地形條件限制的InSAR基線估計算法
　　 對已有的InSAR基線估計方法的特性和適用條件進行分析總結(jié);在此基礎上,基于SAR干涉測量幾何模型,構建一種不受地形條件限制的InSAR基線估計算法——基

4、于配準偏移量的InSAR基線估計算法,并以ENVISAT衛(wèi)星獲取的西藏地區(qū)的真實數(shù)據(jù)進行驗證分析。
　　 3、提出了一種基于“相位補償”的SAR差分提取DEM算法流程
　　 針對長基線干涉對獲取山區(qū)DEM存在“解纏困難”的問題,簡要分析了現(xiàn)有的兩種差分干涉提取DEM算法的特性和不足之處,在此基礎上提出了一種基于“相位補償”的SAR差分提取DEM算法。以昆侖山地區(qū)的ERS-Tandem模式數(shù)據(jù)進行差分干涉提取DEM實驗,從

5、理論和實驗兩方面驗證了該算法的可行性和有效性。
　　 4、探討了SAR干涉提取DEM的高程精度與地形條件、相干性之間的關系
　　 以本文所提出的差分提取DEM算法結(jié)果為例,采用統(tǒng)計學方法詳細分析了差分干涉DEM高程精度與研究區(qū)地形條件、干涉對相干性之間的關系。實驗結(jié)果表明,本文算法所得DEM高程精度與坡度、相干性之間是正相關的,且遠離雷達視線方向的高程精度優(yōu)于迎向雷達視線方向。因此,當研究區(qū)地形坡度不大(坡度小于45°)