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一种联合估计形变和大气误差的改进LiCSBAS方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2023年第2期48卷 285-294页

作者：高壮何秀凤肖儒雅余娟娟河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100 英国纽卡斯尔大学工学院英国纽卡斯尔NE17RU

多时相InSAR(interferometric synthetic aperture radar)技术以其大范围、高时空分辨率、可以获取毫米级甚至亚毫米级形变信号等特点,被广泛应用于大范围地表沉降监测。针对目前时序分析在获取研究区影像和数据预处理上耗时量大的问题... 详细信息

多时相InSAR(interferometric synthetic aperture radar)技术以其大范围、高时空分辨率、可以获取毫米级甚至亚毫米级形变信号等特点,被广泛应用于大范围地表沉降监测。针对目前时序分析在获取研究区影像和数据预处理上耗时量大的问题,利用LiCSAR(looking inside the continents from space with synthetic aperture radar)产品,采用时序分析新方法LiCSBAS提高了解算效率。该方法采用整体干涉对质量检验和相位环闭合差,探测二维相位解缠存在的解缠误差,剔除相干性较低的干涉对和大误差像元。为了减弱大气误差的影响,利用通用型大气改正在线服务产品进行大气误差改正,并在此基础上提出了一种形变参数和大气相位联合估计方法。以成都平原地区和西部山区为例,获取2016—2020年共90景影像进行时序分析新方法实验研究。结果表明:(1)提出的联合估计算法在地形起伏明显地区可以有效地抑制大气误差的影响,同时在大气效应不明显的地区也不会错估而引入相位误差;(2)监测的大部分区域表现较为稳定,年际沉降形变速率为-11~8 mm/a;(3)LiCSAR产品适合做大区域形变调查,难以满足小范围精细监测的需求。

关键词： LiCSBAS 联合估计大气校正 LiCSAR 形变监测

InSAR与北斗/GNSS综合方法监测地表形变研究现状与展望

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测绘学报 2022年第7期51卷 1338-1355页

作者：何秀凤高壮肖儒雅罗海滨贾东振章浙涛河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100 南京信息工程大学遥感与测绘工程学院江苏南京210044

作为蓬勃发展的空间大地测量技术,InSAR和北斗/GNSS在地表形变监测中具有独特优势。应用两种手段开展综合测量,可充分利用其互补性,实现北斗/GNSS高时间分辨率与InSAR高空间分辨率的有机统一。本文首先介绍了InSAR与北斗/GNSS监测地表... 详细信息

作为蓬勃发展的空间大地测量技术,InSAR和北斗/GNSS在地表形变监测中具有独特优势。应用两种手段开展综合测量,可充分利用其互补性,实现北斗/GNSS高时间分辨率与InSAR高空间分辨率的有机统一。本文首先介绍了InSAR与北斗/GNSS监测地表形变的基本原理,重点探讨了InSAR研究在20余年内的理论发展;其次综述了InSAR与北斗/GNSS技术集成及数据融合研究的最新进展;然后总结分析了当前地表形变监测应用所面临的关键问题及挑战;最后对InSAR与北斗/GNSS综合测量方法的发展趋势进行了展望。

关键词：合成孔径雷达干涉全球导航卫星系统北斗系统形变监测

顾及地球曲率及椭球高的GNSS-R几何计算方法

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测绘学报 2023年第6期52卷 884-894页

作者：宋敏峰何秀凤王笑蕾肖儒雅贾东振李伟强河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100 天津大学海洋科学与技术学院天津300073

全球卫星导航系统反射测量(GNSS-R)技术中,观测几何计算不仅涉及GNSS反射信号的在轨实时处理,而且与观测值的地理位置计算直接相关,对其进行精确计算十分重要。当前GNSS-R技术逐步向陆地场景拓展,已有几何计算方法难以满足多场景(海洋... 详细信息

全球卫星导航系统反射测量(GNSS-R)技术中,观测几何计算不仅涉及GNSS反射信号的在轨实时处理,而且与观测值的地理位置计算直接相关,对其进行精确计算十分重要。当前GNSS-R技术逐步向陆地场景拓展,已有几何计算方法难以满足多场景(海洋、陆地、冰川等)应用的需求。针对此,本文提出了一种顾及地球曲率和椭球高的几何计算方法。该方法同时也集成了一种镜面点初始估计模型,在不同轨道高度(300~900 km)和观测几何条件下,初始估计误差精度可降低至5 km以内。本文方法可基于WGS-84椭球面和顾及反射面椭球高精确计算镜面反射点,精度可控在1 mm以内,计算效率相比已有方法有显著提升,可对未来考虑地形高度的高效计算需求提供借鉴。本文方法通过变换迭代方程可进行反射信号的几何路径计算,实现从反射信号延迟观测到镜面反射点和椭球高的一体解算。与已有方法相比,本文方法考虑了地球曲率及反射点随椭球高度变化的空间偏移误差,可避免测高应用中测量值定位不准确的问题。

关键词： GNSS-R 几何计算初始镜面反射点地球曲率椭球高

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时序InSAR水库大坝形变监测应用研究

武汉大学学报（信息科学版） 2019年第9期44卷 1334-1341页

作者：肖儒雅何秀凤河海大学地球科学与工程学院

合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)作为近年来迅速发展的空间大地测量新技术,具有监测精度高、范围大、空间覆盖连续等优点,是解决水利工程形变监测时空连续性问题的有力手段。针对时序InSAR水库... 详细信息

合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)作为近年来迅速发展的空间大地测量新技术,具有监测精度高、范围大、空间覆盖连续等优点,是解决水利工程形变监测时空连续性问题的有力手段。针对时序InSAR水库大坝形变监测应用中存在的问题,结合环境特殊性和复杂性,研究适合实际需求的时序InSAR分析方法。广南水库的应用实践表明,时序InSAR方法可探测到坝体表面高质量的散射体目标并提取较高精度的形变序列,验证了其对水库大坝、防潮堤等水工建筑物进行形变监测的有效性。时序InSAR形变监测方法在水库安全状况普查及形变历史回溯中具有巨大的应用潜力。

关键词：时序InSAR 遥感大坝水工建筑物形变监测广南水库

基于蚁群优化的GPS/DInSAR三维形变监测方法

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同济大学学报（自然科学版） 2015年第10期43卷 1594-1600页

作者：何秀凤史国强肖儒雅河海大学地球科学与工程学院江苏南京210098

提出一种基于蚁群优化的GPS/DInSAR形变测量方法,将高精度地表散点GPS三维观测量与DInSAR视线向观测量进行深度融合,提取地表真三维形变量.以GPS约束与DInSAR约束基于Gibbs方程构建能量函数,利用蚁群优化算法在连续空间求解能量函数最小... 详细信息

提出一种基于蚁群优化的GPS/DInSAR形变测量方法,将高精度地表散点GPS三维观测量与DInSAR视线向观测量进行深度融合,提取地表真三维形变量.以GPS约束与DInSAR约束基于Gibbs方程构建能量函数,利用蚁群优化算法在连续空间求解能量函数最小值.实验研究结果表明,该方法在连续地表三维形变测量中具有较高精度,特别是垂直方向上具明显优势.

关键词：全球空位系统蚁群算法地表形变综合方法

多时相Sentinel-1A InSAR的连盐高铁沉降监测分析

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测绘学报 2021年第5期50卷 600-611页

作者：何秀凤高壮肖儒雅罗海滨冯灿河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100 南京信息工程大学遥感与测绘工程学院江苏南京210044 北方信息控制研究院集团有限公司江苏南京211153

多时相InSAR技术具有探测大范围毫米级地表形变的能力,已被广泛应用于地面沉降监测。近几年,应用多时相InSAR技术监测以高铁为代表的大尺度人造线状地物形变备受关注。本文将C波段SAR数据用于高铁沿线路基形变监测,应用相位稳定性分析... 详细信息

多时相InSAR技术具有探测大范围毫米级地表形变的能力,已被广泛应用于地面沉降监测。近几年,应用多时相InSAR技术监测以高铁为代表的大尺度人造线状地物形变备受关注。本文将C波段SAR数据用于高铁沿线路基形变监测,应用相位稳定性分析和改进的StaMPS技术来增加相干性点的密度和形变参数解算的稳定性。采用研究区时间跨度为21个月的47景Sentinel-1A数据,对连(云港)盐(城)高铁及其沿线区域进行多时相InSAR分析,并利用同时期连续的北斗导航卫星系统(BeiDou navigation satellite system,BDS)观测数据对线性沉降速率和时序位移分别进行监测分析,进而对比验证二者的沉降监测结果。研究结果表明:利用C波段的Sentinel-1A数据能够获取毫米级的线性形变速率和时序位移序列,InSAR与BDS二者平均时序位移均方根误差为3.8 mm,与BDS监测结果相比取得很好的一致性,且连盐高铁线路整体表现稳定。

关键词：时序InSAR 北斗导航卫星系统连盐高铁沉降监测 Sentinel-1A

利用GACOS辅助下InSAR Stacking对金沙江流域进行滑坡监测

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武汉大学学报（信息科学版） 2021年第11期46卷 1649-1657页

作者：张成龙李振洪余琛宋闯肖儒雅彭建兵长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054 英国纽卡斯尔大学工学院英国纽卡斯尔NE17RU 河海大学地球科学与工程学院江苏南京211100

西藏自治区贡觉县雄松乡至沙东乡金沙江流域作为川藏铁路的必经河流,地形崎岖、地质灾害隐患点多,亟需对该地区隐患点进行全方位的识别。首先,选取61景哨兵一号(Sentinel-1)升轨影像、53景Sentinel-1降轨影像和7景陆地观测技术卫星2号(a... 详细信息

西藏自治区贡觉县雄松乡至沙东乡金沙江流域作为川藏铁路的必经河流,地形崎岖、地质灾害隐患点多,亟需对该地区隐患点进行全方位的识别。首先,选取61景哨兵一号(Sentinel-1)升轨影像、53景Sentinel-1降轨影像和7景陆地观测技术卫星2号(advanced land observing satellite 2,ALOS-2)升轨影像对研究区域进行滑坡探测与监测。然后,利用合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)通用型大气改正在线服务(generic atmospheric correction online service for InSAR,GACOS)辅助干涉影像堆叠技术(InSAR Stacking)的方法,获取研究区域雷达视线(line of sight,LOS)方向的InSAR年形变平均速率图,并结合3个轨道的结果提取出沿坡向和垂直滑坡向的平均速率图。最后,与LiCSBAS时间序列分析包的结果进行比较,发现两者具有高度一致性,LOS向年形变速率图像的相关系数在0.92以上,沿坡向和沿垂直滑坡向年形变速率的相关系数在0.85以上,证明了GACOS辅助下InSAR Stacking结果的可靠性。此外,还发现研究区域内沿坡向最大年形变速率为-163 mm/a;结合InSAR形变结果与光学遥感影像解译,可将该滑坡群分为A~G 7个区域进行实时监测。

关键词：金沙江流域滑坡探测 GACOS 干涉影像堆叠技术 LiCSBAS 哨兵一号陆地观测技术卫星2号

基于LTS稳健初值的选权迭代法在SAR图像配准中应用研究

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大地测量与地球动力学 2016年第9期36卷 825-828页

作者：姚冯宇何秀凤肖儒雅河海大学地球科学与工程学院南京市佛城西路8号211100

分析SAR图像配准联系点偏移量粗差对配准精度的影响,采用基于LTS(least trimmed squares)稳健初值的选权迭代法剔除偏移量粗差。以南通地区ENVISAT ASAR数据为例,选取干涉图条纹质量和相干系数总体分布作为评价指标,对该粗差剔除方法进... 详细信息

分析SAR图像配准联系点偏移量粗差对配准精度的影响,采用基于LTS(least trimmed squares)稳健初值的选权迭代法剔除偏移量粗差。以南通地区ENVISAT ASAR数据为例,选取干涉图条纹质量和相干系数总体分布作为评价指标,对该粗差剔除方法进行实验。结果表明,该算法能有效去除偏移量粗差,消除偏移量粗差对配准精度的影响,提高SAR配准的精度。

关键词：影像配准偏移量粗差选权迭代 LTS

基于差分干涉与GPS测量的夏威夷基拉韦厄火山形变监测

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大地测量与地球动力学 2016年第5期36卷 404-407页

作者：史国强何秀凤肖儒雅河海大学地球科学与工程学院南京市西康路1号210098

利用欧空局ENVISAT-ASAR影像数据,提取夏威夷基拉韦厄火山区域由2007-06-17～19小规模火山喷发引起的地表形变场,并结合GPS时间序列分析喷发前后形变特征。结果表明,此次小规模喷发造成Makaopuhi火山口附近发生明显地表形变,LOS向形变... 详细信息

利用欧空局ENVISAT-ASAR影像数据,提取夏威夷基拉韦厄火山区域由2007-06-17～19小规模火山喷发引起的地表形变场,并结合GPS时间序列分析喷发前后形变特征。结果表明,此次小规模喷发造成Makaopuhi火山口附近发生明显地表形变,LOS向形变值最大超过30cm。将研究区内同期GPS观测值投影至LOS方向,其结果与差分干涉所得形变量具有较高的一致性,均方根误差为1.8cm。

关键词： DInSAR 基拉韦厄火山 GPS 形变监测