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探秘 InSAR：数据处理与形变信息提取全解析

web 2025/5/13 13:29:57

技术点目录

- InSAR技术应用现状分析及其发展
- InSAR原理、技术方法讲解
- 数据处理环境建立与软件熟悉
- SAR影像数据获取、DEM数据获取InSAR数据前处理技术
- InSAR地形三维重建
- DInSAR形变信息提取
- 时序InSAR技术形变速率与形变时间序列信息获取
- 星地InSAR技术监测案例
- 了解更多

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前言综述
在现代测绘和地理信息领域，合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术正发挥着越来越重要的作用。这一技术凭借其全天时、全天候的监测能力，以及高精度获取地表形变信息的独特优势，广泛应用于多个领域，从地质灾害监测到大型工程建设，为保障人民生命财产安全和推动工程建设的顺利进行提供了有力支持。随着技术的不断发展，深入学习和掌握 InSAR 技术的原理、数据处理方法以及实际应用技巧，成为相关领域专业人员的迫切需求。

InSAR 技术原理与基础是深入理解和应用该技术的前提。了解星载与地基 InSAR 系统发展，有助于把握技术的发展脉络和应用场景。掌握 InSAR 成像、测量及监测原理，如 InSAR 成像特性、高程测量技术、形变监测技术等，是运用该技术进行数据处理和分析的核心。熟悉 InSAR 数据处理的环境搭建与软件操作，包括 ENVI/SARscape 软件的安装和功能使用，为后续的数据处理工作提供了技术保障。

InSAR 数据处理与应用实践是将理论知识转化为实际操作能力的关键环节。学会获取 SAR 影像和 DEM 数据并进行前处理，能够为后续的分析提供高质量的数据。利用 InSAR 技术实现地形三维重建和 DEM 生成，在地形测绘和地理信息获取方面具有重要应用价值。通过 DInSAR 和时序 InSAR 提取形变信息，能够实时监测地表形变，及时发现潜在的地质灾害风险，为灾害预警和工程安全评估提供重要依据。

InSAR 技术案例分析与经验交流能够帮助专业人员更好地理解和应用该技术。分析不同地区地表沉降监测的 InSAR 应用案例，如北京、上海、天津等地的实际案例，能够学习到不同场景下的应用方法和技巧。探讨滑坡、高铁桥梁监测等领域的应用经验，有助于拓宽技术的应用范围，提高应对实际问题的能力。总结 InSAR 技术在实际应用中的要点与成果，能够为未来的研究和实践提供参考，推动 InSAR 技术在更多领域的广泛应用。

InSAR技术应用现状分析及其发展

星载与地基InSAR概述
SAR系统，星载SAR卫星与地基InSAR系统发展
InSAR技术的应用现状分析

InSAR原理、技术方法讲解

InSAR成像原理
InSAR成像特性
InSAR技术
1）InSAR高程测量技术
2）DInSAR形变监测技术
3）时序InSAR技术
InSAR的基本误差源
1）大气效应误差
2）地形相位误差
3）去相干
4）轨道误差

数据处理环境建立与软件熟悉

ENVI/SARscape安装
(硬件环境要求：内存 8G 及以上、硬盘空间 500G 及以上、处理器2GHz 及以上；操作系统要求：Windows 7/8/10/Server 操作系统)
掌握ENVI软件相关功能
掌握SARscape软件相关功能

SAR影像数据获取、DEM数据获取InSAR数据前处理技术

SAR影像数据获取
Sentinel-1卫星SAR影像数据下载
精密轨道星历参数下载
DEM数据获取
ENVI/SARscape系统设置
SARscape下数据导入，【示例】：以Envisat ASAR数据导入为例

InSAR地形三维重建

InSAR生成DEM数据处理
1）数据读取及预处理
2）影像配准与重采样
3）干涉图生成
4）去除平地效应
5）相位解缠
6）地理编码
【示例】：展示采用意大利高分辨率COSMO SkyMed CSKS2 SLC数据（2011年）提取北京地区的DEM
【算例】：采用覆盖Bam地区的Envisat ASAR数据（2003年），基于InSAR技术获取该地区地震前的三维地形（DEM）
掌握采用SARscape生成DEM

DInSAR形变信息提取

DInSAR提取形变数据处理
1）DEM数据准备
2）轨道数据准备
3）SAR数据准备
4）二轨法差分处理
5）三轨法差分处理
6）结果输出与分析
7）DEM数据准备
8）轨道数据准备
9）SAR数据准备
10）二轨法差分处理
11）三轨法差分处理
12）结果输出与分析
【算例1】：利用覆盖广西玉林地区的哨兵-1A SAR数据（2019年），采用二轨法差DInSAR获取该地区地震前后的地表地形形变信息
【算例2】：利用Bam地区的Envisat ASAR数据（2003、2004年），采用三轨法差DInSAR获取Bam地震前后的地表形变信息
掌握采用SARscape提取地表形变信息

时序InSAR技术形变速率与形变时间序列信息获取

PSInSAR数据处理方法
SBASInSAR数据处理方法
时序SAR影像数据准备
精密轨道数据准备
DEM数据准备
基于Sentinel-1A 的PSInSAR数据处理
1）系统参数设置
2）SAR影像导入
3）影像裁剪
4）主影像选取与配准
5）差分干涉处理
6）PS点选取
7）相关噪声相位估计与去除
8）形变速率与形变时序获取
9）结果展示与误差分析
【算例】：利用覆盖北京地区的Sentinel-1A SAR影像（2018年-2020年），采用PSInSAR技术获取北京地区的地表沉降速率与沉降时间序列信息
【示例】：利用覆盖武汉地区的Sentinel-1A SAR影像（2019年-2020年），采用SBASInSAR技术获取武汉地区的地表沉降时空特征信息
掌握采用PSInSAR/SBASInSAR提取形变时序信息