SAR技术具有的特点:(1)二维分辨力高,分辨力与波长,雷达的作用距离,平台的飞行高度无关[17]。(2)强透射性,不受昼夜以及气候等因素的影响[17];具有全天候、全天时成像优点,如果选择合适的雷达波长,还能够透过一定的遮蔽物[18]。(3)功能比较多,用途比较广。比如采用并行轨道或者一定基线长度的双天线,能够获取高分辨率的三维图像,这些图像中包括了地面的高度信息。(4)和一般的相干成像相似,SAR图像具有相干斑效应,会影响图像质量,需用多视平滑技术减轻其不利影响。
2。3 InSAR的基本原理和数据处理流程
2。3。1 InSAR基本原理 重复轨道干涉模式的几何原理图 图2-3 InSAR的成像几何示意图
假设S1和S2是卫星两次对同一地区成像的天线所在位置,两次成像位置之间的距离B叫做基线距。P为地面上一个目标,高度为h,S1和S2到P点的路径长度分别为r和r+δr。则P点在两幅SAR复图像中的相位分别为
式中 是雷达波的波长。由式(2-1)和式(2-2)可得到两次测量的相位差 为
(2-3)
式(2-3)体现了两次雷达成像的相位差到地面目标信号路径差的关系,而等式左边的两次测量相位差 可以通过由两幅复图像生成的干涉纹图来获得。设视角为 ,基线距与水平方向的夹角为 ,由余弦定理
(2-4)
因 ,故 项可忽略不计,由(2-4)式整理得到
(2-5)
考虑 ,式(2-5)再次近似,忽略等式右边的项 ,得
(2-6)
式中 是基线距的视线向分量。由式(2-3)和式(2-6)得
(2-7)
即 (2-8)
式(2-8)右边的各变量λ、Φ、B和α均可用复数图像对的干涉纹图和卫星参数计算得出,则视角θ可以确定。由成像几何图可知
(2-9)
式中H—天线S1的轨道高度,可由卫星的轨道参数得到。
2。3。2 InSAR数据处理流程
图2-4 InSAR数据处理流程
InSAR数据处理流程包括:影像配准、干涉成像、去除平地效应、噪声滤除、相位解缠、高程计算、地理编码等,详细步骤为:
(1)影像配准:在进行干涉测量时,我们经常会遇见出2幅雷达图像的多普勒质心不同的状况,即2幅雷达图像的相干像元在方位向、距离向上出现偏移、拉伸及扭转。因此为了能够输出良好的干涉条纹,就要对2幅SAR图像进行配准工作。先进行的是一级轨道配准,然后是二级像素级粗配准,再进行方位向滤波,完成上述步骤之后再进行三级亚像素级精配准。最后进行复图像重采样,便可以生成干涉图[20]。
(2)干涉成像:通过主影像与辅图像的共轭相乘,可获得干涉图和相关系数图[11]。
(3)去除平地效应:通过“去平地”处理后的图像相位,可近似表示真实的相位和参考面之间的相位差,对相位解缠很有帮助。