GB-InSAR变形监测精度分析开题报告

1. 研究目的与意义

变形监测测量可分为地面测量，空间测量，摄影测量和地面三维激光扫描，专门测量4类。地面测量的方法精度高，应用灵活；适用于各种变形体和监测环境，但野外工作量大；空间测量测量技术可提供大范围的变形信息，但受观测环境影响大，如在山区峡谷，gps卫星的几何强度差，定位精度低，有些地方则多路径影响大，定位结果不可靠；与前两种方法摄影测量外业工作量小，可以提供变形体表面上任意点的变形，但精度较低，地面三维激光扫描技术的遥测距离有限（小于1km），变形监测固有误差达数毫米，且随着遥测距离增大精度急剧降低；专门测量手段精度相对较高，但仅能提供局部的变形信息。

gb-sar是最近10年受到特别关注的又一种有效形变测量方法，其测量原理与星载sar的基本相同，但是它可以提供时间间隔更短(约几分钟)的图像，能够克服星载sar获取数据的很多局限，且具有更好的空间分辨率。地基sar还具有设站与观测姿态灵活的特点，可以实现对观测区的全面多方位监测，获取任意视线方向的形变，真正实现零基线观测，消除基线误差影响，其整个操作过程和数据后期处理简便，是星载sar和常规大地测量监测手段的有效补充，是对局部区域形变进行监测的一种新技术手段。

相对于其他测量方法，如全站仪或地面激光扫描仪等，gb-sar具有对滑坡体等进行连续观测的特性。在地基sar应用方面，意大利tarchi d等最早提出采用地基insar监测建筑形变，并于2003年利用gb-sar在连续模式下对意大利的tessina滑坡进行了监测，并将其测量结果与传统光学测量结果进行比较，其控制点位移量的最大互差不超过3 mm。2008年，lingua等提出联合tls和gb-sar数据进行滑坡监测，两种技术能够互补，tls可以生成高精度的数字高程模型，sar图像可以利用该模型聚焦，从而获取整个研究区域的相位信息。2004年，luzi等利用civitadi bagnoregio滑坡作试验，分析了由大气影响和设备噪声引起的相位失相关，认为如果获取的sar图像在不同的时间保持足够的相干性，gb-insar就会得到有效的结果。另外，2005年，noferini在对意大利citrin valley的边坡进行监测时，首次在gb-sar系统中应用ps技术来改正大气相位，其估计结果与gps测量结果基本一致。此外，herrera利用连续gb-sar来建立位于比利牛斯山中部滑坡的预测模型，选取31个基准点，将模型预测的结果与差分gps的测量结果作比较，两者的平均差值为7.7 mm，标准差为7.4 mm。del ventisette利用gb-sar对位于意大利卡拉布里亚地区的紧急滑坡进行了监测，根据gb-sar测量的结果，认为该滑坡对高速公路没有致命性的影响。还有学者利用gb-sar监测建筑物形变与损伤，如tarchi等对意大利的一个18世纪的建筑物进行了监测，得到的形变量与综合分析结果一致等。在自然现象监测方面，luzi等利用c波段的gb-sar对高山冰川流速进行了监测，其测量出的最大移动速度与利用其他遥感技术获取的结果一致。

2. 研究内容和预期目标

地基合成孔径雷达干涉测量（gb-insar）技术是最近十多年发展起来的主动微波遥感测量技术，主要应用距离域脉冲压缩技术、合成孔径雷达技术和干涉测量技术。能够实现进步全天时全天候的变形监测应用，并具有较高的监测精度，是变形监测的前沿技术和研究热点。

本文分析基于gb-sar系统变形监测精度检测实验进行。使用dataviewer软件对gb-insar连续影像序列进行处理，按照基本的数据处理步骤提取模拟变形点的变形序列。通过对比提取的模拟变形点变形序列和采用步进电机控制器模拟变形所得到的变形值来判断gb-insar所监测变形的精度能否达到标称精度。实验中采用步进电机控制器模拟变形，精度约为0.001mm，而gb-sar标称精度在0.01mm，因此完全满足gb-sar精度检测需求。

1. gb-sar干涉原理

3. 研究的方法与步骤

本文分析基于GB-SAR系统变形监测精度检测实验进行。使用DataViewer软件对GB-InSAR连续影像序列进行处理，按照基本的数据处理步骤提取模拟变形点的变形序列。通过对比提取的模拟变形点变形序列和采用步进电机控制器模拟变形所得到的变形值来判断GB-InSAR所监测变形的精度能否达到标称精度。实验中采用步进电机控制器模拟变形，精度约为0.001mm，而GB-SAR标称精度在0.01mm，因此完全满足GB-SAR精度检测需求。

4. 参考文献

[1] luzi g, pieraccini m, mecatti d, et al. ground-based radar interferometry for landslides monitoring: atmospheric and instrumental decorrelation sources on experimental data[j].ieee transactions on geoscience and remote sensing, 2004, 42(11): 2454-2466.

[2] noferini l, pieraccini m, mecatti d, et al. permanent scatterers analysis for atmospheric correction in ground-based sar interferometry[j].ieee transactions on geoscience and remote sensing, 2005, 43(7): 1459-1471..

[3] pieraccini m, casagli n, luzi g, et al. landslide monitoring by ground-based radar interferometry: a field test in valdarno (italy)[j].international journal of remote sensing, 2002, 24(6): 1385-1391.

5. 计划与进度安排

1、第01周-第03周，论文主题研究现状分析，毕业论文相关规定、规范和要求学习。

2、第04周，略读主要参考文献，搜索相关参考文献，书写开题报告。

3、第05周-第06周，书写第一章绪论部分，主要论述研究背景和论文计划做的全部内容以及章节安排。