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SAR基础知识技术支持邮箱：ENVI-IDL技术支持热线：400-819-2881-5官方技术博客：http:/ 幅幅 宽宽 度度（KM）分辨率分辨率重重复复周周期期轨道轨道精度精度(cm)接受模式接受模式国家国家ERS-2(2011年年退退役役)1995CVV10025m3530Stripmap欧洲RADASAT1（2013年年 4月出现故障）月出现故障）1995CVV10-50010-30-10024100StripmapScanSAR加拿大ENVISAT-ASAR（2012失去联系失去联系）2002CVV100-400203530StripmapScanSAR欧洲ALOS（2011已已停停止运行）止运行）2006LFull40-3507-14-10046100Stripmap日本TerraSAR-XTandem-X20072010XFull5-10-30-1001-3-161110SpotlightStripmapScanSAR德国Cosmo-skymed2007X,LFull10-30-2001-3-151-1610SpotlightStripmapScanSAR意大利RADASAT22007CFull10-5003-1001-2410SpotlightStripmapScanSAR加拿大主要星载主要星载主要星载主要星载SARSAR系统系统系统系统主要星载主要星载主要星载主要星载SARSAR系统系统系统系统系统系统发发射射时时间间波段波段极化极化图图 幅幅 宽宽 度度（KM）分辨率分辨率重重复复周周期期轨道轨道精度精度(cm)接受模式接受模式国家国家ALOS-22014LFull25/35/60/70/3501/3/6/10/10014100日本哨哨 兵兵”-1A(Sentinel-1A)2014cFull20/80/100/250/4005/20/4012欧空局其他：RiSAT1（印度C波段）、Kompsat5（韩国X波段）SARSAR特性特性特性特性与光学遥感相比，SAR具有如下特性：全天候，不受云雾雪的影响，雨的影响有限全天时，主动遥感系统对地表有一定的穿透能力，与土壤含水量有关，依赖于波长对植被有一定的穿透能力，依赖于波长和入射角高分辨率，分辨率与距离无关独特的辐射和几何特性干涉测量能力多极化观测能力雷达的应用雷达的应用雷达的应用雷达的应用雷达数据合成孔径雷达SARSAR图像基本应用雷达可以进行全天候观测，并且可以透过云层覆盖。自然应急救灾、农业估产、森林资源调查、军事应用、干旱监测InSAR（干涉SAR）合成孔径雷达干涉测量(InSAR)及差分InSAR(D-InSAR)技术是近十几年来发展非常迅速的微波遥感技术。由于它具有全天候、全天时、覆盖面广和高精度获取地表形变信息的能力。能达到厘米级精度，采用短基线干涉像对序列，能达到毫米级精度。InSAR两个方面应用：DEM提取和地表形变监测2、InSAR基础InSARSyntheticApertureRadarInterferometryInSAR技术是利用雷达系统获取同一地区两幅SAR影像所提供的相位信息进行干涉处理，来获取地表的三维信息。InSARInSAR（合成孔径）合成孔径）合成孔径）合成孔径）雷达干涉测量雷达干涉测量雷达干涉测量雷达干涉测量InSARInSAR技术技术技术技术基本原理基本原理基本原理基本原理计算每次观测的相位计算每次观测的相位，通过相位，通过相位干干涉求解相位差，涉求解相位差，进而反进而反算地形及其算地形及其地表形变地表形变信息。信息。in SAR image#1:1 =R in SAR image#2:2 =(R+R)InSAR测量获取DEM时实际上假设地表没有变化干涉相位组成干涉相位组成干涉相位组成干涉相位组成InSARInSAR技术技术技术技术获取获取获取获取地表形变地表形变地表形变地表形变信息（信息（信息（信息（D-InSARD-InSAR）雷达两次不同位置获取同一监测雷达两次不同位置获取同一监测区区域的相位域的相位，差分，差分干涉得到形变干涉得到形变信息信息地表形变diff =Rmov+N+A大范围DEM数据获取30/90米SRTMDEM，覆盖全球80%陆地Tandem-X全球覆盖的5米高分辨率DEM数据获取高精度地表形变监测InSAR技术应用最为广泛且最能发挥优势的领域缓慢微小形变与突发形变大覆盖范围短周期、连续监测高精度、低成本InSARInSAR技术应用技术应用技术应用技术应用1.1960s，InSAR概念提出；2.1974，Graham最早提出应用InSAR测量地形；3.1986，Goldstein等首先获得机载InSAR的结果；4.1989，Gabriel等获得土壤表面形变结果；5.1993年，Massonet首先得到Landers地震的星载差分干涉结果；6.1995年，ERS2发射并与ERS1（1991）组合运行，提供了大量高质量InSAR数据，全球范围内掀起了InSAR研究热潮；7.1994、1996年SIRC都进行了重复轨道干涉试验；8.2000年，美国SRTM项目的成功；9.2001年，Envisat卫星发射；10.2006年，ALOS卫星发射；11.2007年，TerraSARX，COSMOSkyMed，RADASAT2，星载SAR进入米级分辨率时代。12.2010年，TanDEM-X，创新型雷达干涉仪InSARInSAR技术发展历程技术发展历程技术发展历程技术发展历程以前：专家系统开源软件非图形化界面.现在/未来工具软件简化操作.商业化软件的商业化软件的商业化软件的商业化软件的发展发展发展发展长弓，1-2年才能掌握滑膛枪，1-2月才能掌握自动来复枪，几小时内掌握3、InSAR技术与地表形变常规D-InSAR技术单时相差分干涉处理获取地表形变信息主要用于突发形地表形变，如地震形变场分析监测等干涉叠加技术基于时序分析方法，可以获得形变速率，达到毫米精度主要用于缓慢地表形变，如地面沉降主要包括PS、SBAS角反射器InSAR人工目标网络，形变体上不存在或存在较少相干目标的情况需要地表安装角反射器山体滑坡监测等，空间监测范围较小，形变体变形幅度较小。地表地表地表地表形变测量的形变测量的形变测量的形变测量的主要主要主要主要InSARInSAR技术技术技术技术重复轨道InSAR测量DEM时实际上假设地表没有变化。实际上在发生地震、火山活动或者地壳运动的情况下，地表会有或大或小的形变。在InSAR技术的基础上，如果重复进行干涉成像或结合已有的精细DEM数据来消除干涉图中地形因素的影响，可以检测出地表的微小形变，这是D-InSAR的技术基础三种技术方法：双过差分、三过差分、四过差分。从可靠性上讲，双过差分干涉最可靠，而且目前全球大部分地区都有免费的SRTM3的DEM，可以满足很多应用需求。D-InSARD-InSAR地形信息来自已有的高精度DEM假设两幅SAR图像获取的时间段中存在SAR观测斜距方向的形变r，干涉位相1可表示为D-InSARD-InSAR的的的的方法：双过（方法：双过（方法：双过（方法：双过（2 2passpass）差分差分差分差分0是由DEM按照干涉基线和入射角模拟的位相差分干涉结果只与波长有关，与基线无关实际差分干涉处理时，干涉位相仍然经过去平，而模拟位相只需模拟地形位相即可。需要三幅SAR图像，其中两幅应该是在事件发生前，其中一幅作为公共主图像，其干涉结果得到本底DEM信息；公共主图像与事件后的图像进行干涉，再与得到DEM的干涉图进行差分，得到形变。其原理与二过差分干涉基本相同，但是处理流程有一些不同。D-InSARD-InSAR的方法：三过差分干涉的方法：三过差分干涉的方法：三过差分干涉的方法：三过差分干涉四过差分干涉的数据要求较高，时空基线对适合的情况比较少。4幅SAR图像中3幅是事件发生前的，1幅是事件发生后的，但是无法找到公共主图像，只能分二组，一组生产DEM，一组包含事件形变信息。差分干涉流程类似于二过差分干涉，不同的是DEM是由另一组干涉生成。D-InSARD-InSAR的的的的方法：四过方法：四过方法：四过方法：四过差分干涉差分干涉差分干涉差分干涉SLC 1 dataSLC 2 dataSLC 3 dataSLC 4 data干涉图干涉图差分干涉相干变化技术特点算法简单，参数较少成本低，最少2景SAR图像即可可监测较大的地表形变，在LOS方向上能探测的SAR图像相邻分辨单元之间的最大形变值不大于/2(如C波段为2.8cm，L波段为12cm)可连续、大范围监测可以监测突发性质的地表形变滑坡、地震、冰川移动、火山活动、矿区塌陷等制约因素相干条件时间基线和空间基线限制了可进行InSAR处理的数据量，以及地表覆盖物如浓密植被容易造成失相干轨道误差依赖于精密轨道数据大气影响非均一大气延迟对大区域处理的影响D-InSARD-InSAR应用特点应用特点应用特点应用特点干涉叠加技术（干涉叠加技术（干涉叠加技术（干涉叠加技术（Interferometric StackingInterferometric Stacking）D-InSAR技术适用于大范围地表形变监测单次测量对大的型变量监测有效，厘米级的（测量瞬间变化）时相上的失相干减少干涉相位精度大气影响解决方案干涉叠加技术挖掘时间序列SAR图像可以识别区域（像素）范围内，一定时间内地面位移表现在信号相关和一致性，获取地表毫米级的形变信息。主要包括两个应用方向：PS(PersistentScatterers，永久散射体)点目标特征，较合适监测SBAS(SmallBaselines，短基线)分布式特征tPS技术将InSAR技术扩展到多时相的数据。假设研究区内有N+1副SAR图像，可得到N副相对于主图像的干涉图，再与DEM进行差分后生成N副差分干涉图，第K副图像差分相位为：PS-InSARPS-InSAR基本原理基本原理基本原理基本原理TBPS起源于2001年相干目标密集的地区城市、乡镇等植被覆盖地区适用性降低可以监测缓慢性质的地表形变城市地表沉降监测、线性交通工程（地铁、高铁等）、人工建筑（港口、机场）等数据量的要求大于20-30以上景等，基线要求尽可能小获取时间周期尽量连续，如一月一景测量精度形变速率1mmPS-InSARPS-InSAR应用特点应用特点应用特点应用特点连接由长基线造成的相互独立的SAR影像，形成短基线SAR影像集合，以增加数据获取的采样率，从而可在已有的SAR影像数据集中形成若干小集合，每个小集合内SAR影像间的基线较小，集合间SAR影像的基线较大。SBAS(Small BaselinesSBAS(Small Baselines，短基线，短基线，短基线，短基线)基本基本基本基本原理原理原理原理TBSBAS起源于2002年同时适合于城市区域和自然表面可以监测缓慢性质的地表形变城市地表沉降监测、线性交通工程（地铁、高铁等）、人工建筑（港口、机场）等数据量的要求大于5-10以上景等获取时间周期可以不连续测量精度形变速率1mm精度率低于PSSBASSBAS应用特点应用特点应用特点应用特点人工角反射器（CornerReflector）辅助的InSAR技术。早期的人工角反射器用于SAR图像定标、InSAR精度验证等目前应用于低相干地区，如植被发育地区重要工程设施、建筑物等解算方法传统D-InSARPS-InSARSBAS短基线角反射器干涉测量（角反射器干涉测量（角反射器干涉测量（角反射器干涉测量（CR-InSARCR-InSAR）进行进行进行进行InSARInSAR的数据选择的数据选择的数据选择的数据选择DEM生产生产地表形变监测地表形变监测方法InSARDInSAR干涉叠加数据类型SLC数据（来自同一个传感器、同一种采集模式、相同的极化方式）数据数量2轨2轨/3轨/4轨至少20轨空间基线一般应小于临界基线的1/3，在能保证相干性的情况下选择相对大的从处理的角度，应选择基线较小的，理论上零基线最好基线要求尽可能小时间基线时间间隔尽可能小，最好是同时参与干涉的SAR数据须是形变发生前后分别获取的获取时间尽量连续，如一月一景空间分辨率DEM垂直精度和SAR空间分辨率无关监测形变体的空间范围数据模式测量的范围数据空间覆盖范围、观测对象的空间分布波段C波段、L波段和X波段可以做干涉测量其他植被发育不茂盛的季节，如冬季、初春，避免选择冰雪覆盖的时相采集时间要考虑到形变类型和特点大家辛苦了！大家辛苦了！休息休息，下一节内休息休息，下一节内容更精彩！容更精彩！