InSAR简介6
insar预算标准
insar预算标准
INSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar)是一种通过分
析雷达干涉图像来获取地表形变信息的技术，用于监测地质灾害、地壳运动等。
INSAR预算标准通常包括以下方面：
1. 仪器和数据采集成本：INSAR涉及到使用合适的卫星或机
载雷达设备，以及数据采集和处理的费用。
这些费用通常由相关的研究机构、政府或资助机构提供。
2. 数据处理和分析费用：INSAR数据需要进行多步处理和分析，包括数据预处理、相位解缠、形变测量等。
这些步骤需要专业的技术和软件支持，并可能需要专门的研究人员进行处理和分析。
3. 地面控制点的费用：INSAR需要地面控制点来校准图像，
以准确测量形变。
地面控制点的选择和布设需要费用，包括地勘测量、地形测量等。
4. 数据存储和传输费用：INSAR产生的雷达干涉图像数据通
常较大，需要存储和传输。
这需要相关的存储设备和传输网络，并可能需要支付相关的费用。
5. 人力和培训费用：INSAR需要专业人员进行操作和分析。
这些人员需要具备相关的背景知识和技能，可能需要培训和持续支持。
总的来说，INSAR预算标准是一个相对复杂的问题，具体的费用取决于多个因素，如研究目的、数据覆盖范围、数据精度要求等。
因此，在进行INSAR项目规划和预算时，需要综合考虑上述因素，并根据具体情况确定合理的预算标准。
insar专业在具体研究中的重要作用
insar专业在具体研究中的重要作用InSAR（干涉合成孔径雷达）是一种利用合成孔径雷达（SAR）数据进行地质和环境研究的技术。
它通过测量雷达信号的相位差异来探测地表的形变。
InSAR技术在地震与地质灾害监测、地表沉降、地下水资源管理、地壳运动、岩石稳定性评估以及冰川动态等领域中发挥着重要的作用。
首先，InSAR技术在地震与地质灾害监测方面具有重要作用。
地震是地球表面地壳释放的能量，会导致地表的形变和运动。
利用InSAR技术可以实时监测地震后地表的变形情况，从而提供关于地震的震源参数、滑动断层的运动特征、震后沉降以及地壳运动情况的重要信息。
此外，InSAR技术还可以用于监测地质灾害，如滑坡、火山喷发、地表沉降等。
通过对地表形变的测量和分析，可以提前发现和预警地质灾害，从而减少损失和保护人的生命安全。
其次，InSAR技术在地表沉降的研究中起到了重要作用。
地表沉降是由于地下水抽取、地下开采、地质构造变化等导致地下岩层变形或压实而引起的地表下沉现象。
InSAR技术可以通过对地表形变的监测和分析，精确测量地表沉降的速率和范围，并提供沉降原因的解释。
这对于地下水资源管理、土壤压实和地下开采活动的环境影响评估等方面具有重要意义。
此外，InSAR技术还可以用于地壳运动监测与岩石稳定性评估。
地壳运动是地球内部构造运动和板块运动的结果，对于地震活动、火山喷发、岩体稳定性等都有着重要影响。
通过InSAR技术可以监测和量化地壳运动，从而提供了研究地壳运动和预测地壳运动的重要手段。
同时，InSAR技术还可以用于评估岩体的稳定性，帮助研究人员评估岩石斜坡的稳定性，并为地质灾害监测和防治提供支持。
另外，InSAR技术在冰川动态研究中也发挥着重要作用。
冰川是地球上的重要水资源库，然而由于气候变化等因素，冰川融化和消失速度加快，对于全球水资源的变化和地球气候的调控起到了重要作用。
InSAR技术可以用于监测和测量冰川的形变和运动速率，从而提供冰川融化和消失的信息，并帮助研究人员深入了解冰川动态和气候变化的关系。
雷达卫星InSAR技术简介
式中：arg 表示辐角；*表示复数的共轭；I 表示复数的虚部；R 为实部。从式（33）可知， 干涉相位φ的取值区间为[-π,π]，是不足整周数的相位值，也称为相位主值或缠绕值。当干涉相 位以影像形式表现出来就称干涉图或干涉相位图。 将式（3-2）代入式（3-3）可得，干涉相位即为两回波信号相位之差： （2-4） (R1) (R2 ) 此处只取了记录的干涉相位的主值。 考虑到雷达成像的几何关系还有地物本身具有的后向散射特性，回波信号相位可表示如 下：
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A. B. C. D.
组件式的SAR处理器(MSP)； 干涉SAR处理器（ISP）； 差分干涉和地理编码（DIFF&GEO）； 土地利用工具（LAT）和干涉点目标分析（IPTA）。
除此之外，GEO 软件包中还提供了图像的配准和地理编码功能。对于那些在不太稳定的 机载遥感平台上获取的雷达数据，运动补偿软件包（MOCOM）中专门提供了一些高级的处理 方法。每一个软件包都是组件式的，因此用户可以按自己喜欢的方式来使用。界面如图 2-3 所 示。
f =f
fla t
+f
to p o
+f
m ov
+f
a tm
+f
n o is e
( Φtopo 表示地形相位； Φmov 表示两次成像期间目标点沿雷达视线向移动引起的相位变化； Φatm 表示由大气效应引起的相位； Φnoise 表示由噪声引起的相位。 前述分析表明， 形变相位包含于干涉相位之中， 要获取形变相位就必须从干涉相位中除去 平地相位、地形相位以及大气延迟和热噪声相位。根据去除相位时采用方法的不同，DInSAR 技术又可分为“二轨法”、“三轨法”和“四轨法”，三种方法的基本原理有相似之处，都是从含有 “变形+地形”的干涉图中除去“地形”的影响，差异之处在于数字高程模型的生成方法。本文以 “二轨法”为例阐述了 DInSAR 的数据处理流程：
InSAR技术基本原理及其数据处理流程
关键词介绍
1、InSAR：干涉合成孔径雷达，一种利用卫星雷达数据进行地形测量和地表 形变监测的技术。
2、干涉测量：利用两束或多束雷达信号之间的相位差进行地形或地表形变 测量的方法。
3、地形测量：使用各种测量技术对地球表面进行测绘，生成地形图或其他 地形数据。
4、卫星定位：利用卫星导航系统确定地球上某点的位置坐标。
数字图像处理的基本步骤包括图像数字化、特征提取和模式识别等。
1、图像数字化
图像数字化是将现实世界的图像转换为数字信号的过程。在数字图像处理中， 首先要将图像通过相机、扫描仪等设备进行数字化，将其转换为计算机能够处理 的数字信号。
2、特征提取
特征提取是从数字化图像中提取出有用的特征信息的过程。这些特征可能包 括颜色、纹理、形状等，它们对于后续的模式识别和决策具有重要意义。
InSAR技术基本原理及其数据 处理流程
01 引言
03 参考内容
目录
02 关键词介绍
引言
InSAR，即干涉合成孔径雷达，是一种利用卫星雷达数据进行地形测量和地 表形变监测的技术。近年来，InSAR技术在地球科学、水文学、气象学等领域的 应用不断扩大。本次演示将介绍InSAR技术的基本原理及其数据处理流程，希望 帮助读者更好地理解这一技术。
2、车牌识别
车牌识别是数字图像处理技术在智能交通领域的应用。它通过计算机对输入 的车牌图像进行处理和分析，提取出车牌号码等信息，从而实现车辆的自动管理。 车牌识别技术广泛应用于停车场、高速公路收费站等场所，提高交通效率和管理 水平。
3.遥感影像处理
遥感影像处理是数字图像处理技术在地理信息科学领域的应用。它通过高分 辨率卫星影像等遥感数据，提取出地物的空间位置、形状、纹理等信息，从而为 土地资源调查、城市规划等领域提供数据支持。遥感影像处理技术广泛应用于地 理信息科学领域，为社会发展提供重要的数据支撑和技术保障。
insar的特点表格
insar的特点表格
Insar（干涉合成孔径雷达）是一种通过对地面进行多次雷达观测，利用雷达干涉技术来测量地表形变和地表高程的遥感技术。
Insar具有以下特点：
1. 高精度，Insar技术可以实现毫米级的地表形变监测，对地表高程的测量精度也很高。
2. 全天候性，与光学遥感不同，Insar技术对天气条件和光照条件要求不高，因此具有全天候性能。
3. 大范围监测，Insar技术可以覆盖大范围的地表，对地震、火山活动等大范围地表形变的监测具有优势。
4. 高分辨率，Insar技术可以实现高分辨率的地表形变监测，对城市建设、地质灾害等具有重要应用价值。
5. 长时序监测，Insar技术可以通过多次雷达观测，实现对地表形变的长时序监测，对地质灾害的预警和监测具有重要意义。
6. 数据获取成本低，相比传统的地质勘探方法，Insar技术可以通过卫星遥感获取数据，降低了数据获取的成本。
总的来说，Insar技术具有高精度、全天候性、大范围监测、高分辨率、长时序监测和数据获取成本低等特点，因此在地质灾害监测、城市建设规划、资源勘探等方面具有广泛的应用前景。
培训学习资料-InSAR技术
培训学习资料-InSAR技术培训学习资料 InSAR 技术一、InSAR 技术的基本概念InSAR 技术，全称为干涉合成孔径雷达技术（Interferometric Synthetic Aperture Radar），是一种利用雷达信号的相位信息来获取地表形变和地形信息的先进遥感技术。
简单来说，它通过对同一地区在不同时间获取的雷达图像进行比较和分析，从而测量出地表的微小变化。
这就好比我们用双眼观察物体来判断距离一样，InSAR 技术利用的是雷达波的相位差来实现对地表的精确测量。
二、InSAR 技术的工作原理InSAR 技术的核心在于干涉测量。
当雷达向地面发射电磁波并接收回波时，回波中包含了相位信息。
如果对同一地区在不同时间获取的两幅雷达图像进行干涉处理，由于地表的变化，会导致回波的相位发生变化。
通过一系列复杂的数学计算和处理，我们可以将这些相位变化转换为地表的形变信息。
比如说，地震引起的地面位移、山体滑坡造成的地表移动、城市地面的沉降等，都能够被 InSAR 技术精确地监测到。
为了更好地理解这个过程，我们可以把雷达图像想象成是由许多小的像素组成的。
每个像素都有其特定的相位值。
当进行干涉处理时，就是在比较这些像素的相位差异，从而得出地表的变化情况。
三、InSAR 技术的数据获取要实现 InSAR 技术，首先需要获取高质量的雷达数据。
这些数据通常由卫星搭载的合成孔径雷达（SAR）系统获取。
目前，有许多卫星平台都配备了 SAR 传感器，例如欧洲的 Sentinel-1 卫星、日本的 ALOS 卫星等。
这些卫星在不同的轨道上运行，以不同的时间间隔和分辨率获取地球表面的雷达图像。
在获取数据时，需要考虑多种因素，如卫星的轨道参数、雷达的工作频率、极化方式、成像模式等。
这些因素都会影响到数据的质量和可用性。
此外，为了提高测量的精度和可靠性，通常还需要进行多次观测，以获取足够多的干涉对。
四、InSAR 技术的处理流程InSAR 技术的数据处理是一个复杂而精细的过程，主要包括以下几个步骤：1、图像配准：将不同时间获取的雷达图像进行精确的配准，确保它们对应的是同一地理位置。
《InSAR技术》课件
通过INSAR技术可以获取城市的高精 度地形信息，有助于城市规划师了解 城市地形地貌，合理规划城市布局。
02
INSAR系统组成
雷达系统
01 雷达发射机
产生射频脉冲信号，用于向地面发射。
02 接收机
接收反射回来的信号，并进行放大、滤波等处理 。
03 天线
定向发射和接收射频信号，通常采用抛物面天线 。
由于INSAR数据的处理涉及到复杂的干涉图生成 和相位解包等步骤，数据处理难度较大，需要专 业的技术人员进行操作。
受大气条件影响较大
大气条件对INSAR数据的获取和处理影响较大， 如大气延迟、折射等，会影响最终的监测结果。
3
难以监测动态目标
对于高速移动的目标，INSAR技术难以实现准确 的监测，需要结合其他技术手段进行处理。
卫星平台
01 卫星轨道
为了获取地球表面完整的SAR图像，需要选择合 适的卫星轨道，如近圆形轨道、极地轨道等。
02 卫星姿态控制
保持卫星的稳定姿态，确保雷达天线始终对准地 面目标。
03 数ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ传输
将采集到的原始数据传输到地面接收站。
数据处理系统
数据预处理
对原始数据进行校准、去噪等处理，提高数 据质量。
要意义。
实时性强
通过快速获取卫星影像，结合数据处 理技术，可以实现实时或近实时的地
表形变监测。
覆盖范围广
通过多期影像的叠加和干涉测量，可 以实现大范围的地表形变监测，提高 监测效率。
成本低廉
与传统的地面监测方法相比，INSAR 技术的成本较低，可以降低监测成本 。
INSAR技术挑战
1 2
数据处理难度大
未来发展趋势
INSAR
合成孔径雷达干涉测量技术干涉合成孔径雷达缩写为INSAR或IFSAR的，是雷达技术用于大地测量学和遥感。
这大地测量方法使用两个或两个以上的合成孔径雷达（SAR）图像变形或表面生成数字高程地图，用在不同的阶段返回到卫星的波[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]或飞机。
该技术有可能超过的天至数年的时间跨度来衡量变形厘米尺度的变化。
它的应用地球物理监测自然灾害，例如地震，火山爆发和山体滑坡，并在结构工程中，在特定的沉降和结构稳定性监测。
干涉图生产使用的ERS-2data从8月13日和1999年9月17日，横跨8月17日伊兹米特地震（土耳其）。
（美国宇航局/喷气推进实验室，加州理工学院）内容[ 1 ]∙ 1 技术o 1.1 合成孔径雷达o 1.2 阶段o 1.3 因素的影响相o 1.4 与InSAR技术难点∙ 2 产生干涉o 2.1 地面SAR干涉（TInSAR）o 2.2 软件o 2.3 数据源∙∙∙∙[ 编辑 ]合成孔径雷达特区幅度图像基拉韦厄（美国航天局/喷气推进实验室，加州理工学院）主要文章：合成孔径雷达合成孔径雷达（SAR）是一种形式的雷达，先进的雷达数据处理用来产生一个非常狭窄的有效梁。
它只能使用相对固定的目标，通过移动工具。
它是一种主动遥感- 天线传送然后被目标反射的辐射，而不是被动遥感，环境照明检测反射。
图像采集自然光照，因此独立和图像可以采取在夜间。
雷达采用的电磁辐射与微波频率，在典型的雷达波长的大气吸收是非常低的，意义的意见并不阻止云层。
[ 编辑 ]相相位差最特区的应用程序使用的回波信号的振幅，而忽略了相位数据。
然而，干涉使用反射辐射的阶段。
由于即将离任的波产生的卫星，被称为相，可以比较的回波信号的相位。
回波的相位取决于地面的距离，因为地面的路径长度和背面将组成一个整体数量的波长，加上一些波长的一小部分。
这是观察作为相位差或在返回波的相移。
卫星（即整个波长数）的总距离是不知道，但可以非常精确地测量波长的额外分数。
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干涉相位条纹图
平地相位条纹图
去平地相位后干涉条纹图
平地效应的去除
平地效应的去除
GO
InSAR高程测量
几何测量
几何测量 1和2为两次航过时的卫星位置，地面点P的高程为h， 假设地球为平面且无形变，根据高程模型地面点P的高 程可表示为: 对三角形12P，由余弦定理得:
则
相位测量
在标准模式下，一副天线发射雷达波，再利用两 副天线同时接收回波。在“乒乓” 模式下，每个天 线交替传输并接收自己的回波。
InSAR技术背景
RAR
SAR
强度信息
相位信息 提取
提取
InSAR
InSAR数据的获取
原始数据的获取
InSAR 至少需要联合从不同空间位置获取的两 幅SAR 图像来进行处理。获取信号的干涉系统 可分为两类:
双天线干涉(机载) 单天线重复轨道干涉(星载)
InSAnSAR本质
本质上来说, InSAR是利用高敏 感度特性的相位信号来提取有用 信息； 摄影测量和可见光近红外遥感主 要利用影像灰度信息来提取有用 信息,因此专门的InSAR数据处 理软件包必须重新开发。
辐射或 散射电 磁波
任何物体都具有光谱特性，具体地说，它们都具有不同的吸收、反 射、辐射光谱的性能。在同一光谱区各种物体反映的情况不同，同 一物体对不同光谱的反映也有明显差别。即使是同一物体，在不同 的时间和地点，由于太阳光照射角度不同，它们反射和吸收的光谱 也各不相同
两幅雷达影像经过配准处理后，就可以生成干涉图：
S (R1 )S * (R2 ) A(R1 ) A(R2 ) exp(i )
其中
( R1 ) ( R2 )，称为相位差。
如果雷达两次观测期间地面散射特性没发生变化，即不
存在时间失相关，则两次回波信号的随机散射相位相等 ，这时两回波信号的相位差，可表示为：
干涉相位图中密集的干涉条纹掩盖了地形变化 ，不能直观地体现地形变化； 条纹的密集增加了相位解缠的难度。
平地效应原理
相位包含两方面的信息：斜距信息和地面点的高度信息
目标点P1和P2的干涉相位差为：
平地相位引起的干涉条纹具有以下特性： （1）平地相位的存在，使干涉相位图中的条纹 变得密集。 （2）干涉图的方位向和距离向都有可能存在平 地效应。
结 论
雷达斜距或地面分辨率仅与雷达波 特征和雷达侧视角有关系,而与雷 达天线的大小无关,但是方位向分 辨率主要由雷达天线的长度所决定。 局限性：方位向分辨率太低
内容提要
InSAR的技术背景和思想来源
InSAR数据的获取
InSAR基本原理
InSAR高程测量
InSAR DEM数据处理流程
InSAR技术背景
InSAR简介
主讲人：王浩 湖北大学资源环境学院
InSAR:合成孔径雷达干涉（Synthetic Aperture Radar Interferometry, InSAR) 注：S：Synthetic 英[sɪnˈ θetɪk] 美[sɪnˈ θɛtɪk]
adj. 合成的；人造的；摹拟的，虚构的； n.合成物；合成纤维；合成剂
Z 轨道 1
S1 B ‖ θ H
B α B⊥
S2
轨道 2
R1
R2
P X h Y
InSAR几何原理图
相位计算
通过对同一目标的两次观测，雷达天线可获得地面目标的 两次回波信号。根据波动方程，两次回波信号用复数分别 表示为：
S ( R1 ) a b i A( R1 ) exp(i ( R1 )) S ( R2 ) a b i A( R2 ) exp(i ( R2 ))
数据处理流程
平均强度图和干涉相位图
average.pwr.bmp
20090429-20090327.int.bmp
平地效应的去除
A： Aperture 英[ˈ æpətʃə(r)] 美[ˈ æpətʃɚ]
n. 孔，洞；（照相机，望远镜等的）光圈；孔径；缝隙 In： Interferometry
英[ɪntəfɪə'rɒmɪtrɪ] 美[ɪntəfɪr'rɒmɪtrɪ]
n. 干涉测量（法）
问题
DEM数据的读取 InSAR的本质 InSAR软件包 InSAR应用 RAR和SAR 去平地效应
空中部分
地面部分
SAR 影像 雷达 粗数据 地面接收站
InSAR 成像原理
Antenna 2
Antenna 1
r2
r1
InSAR基本原理
合成孔径雷达干涉测量原 理是通过两副天线同时观测， 或一副天线两次观测，在获取 同一地区的两幅复值影像中产 生了相位差，形成干涉图，干 涉图中包含了斜距向上的点与 两天线位置之差的精确信息。 因此，利用传感器高度、雷达 波长、波束视向及天线基线距 之间的几何关系，就可以精确 地测量出图像上每一点的三维 位置和变化信息。
side-looking radar
侧 视 成 像 雷 达 系 统 结 构 图
侧 视 成 像 雷 达 系 统
真 实 孔 径 侧 视 雷 达 系 统
基本概念
分辨率 结论
基本概念
与轨道垂直的面内的椭圆锥顶角即波束高度角 与天线宽度D关系为：
沿轨的椭圆锥顶角与雷达天线长L度关系为：
相应的天线幅照带尺寸是：
，通常可以通过估计距离向和方位向的条纹频率来进
行相应的补偿，从而得到表示地面高程的相位，并反 演地面高程 。
去平地效应
两幅SAR复图像共轭相乘得到干涉图，提取干 涉图的相位部分得到干涉相位图，干涉图的相 位主要是由地形的高度变化引起的，此外，相 同高度的平地在干涉图中的相位也会周期性变 化，称之为平地相位，产生平地相位的现象称 为平地效应。
InSAR
软 件 包
InSAR应用
地震方面的：1. D-InSAR技术应用于汶川地震地表位移场的空间分析 （中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室/《地震地质》 2010年02期 ） 2.芦山地震InSAR同震形变及断层滑动分布反演初步结 果 (地震动力学国家重点实验室 中国地震局地质研究所 土地测量与地理 资讯学系香港理工大学/《中国地球物理2013——第二十七分会场论文 集》2013年) 地形测绘方面的：1.InSAR技术在地形测绘中的应用（山东科技大学 地球信息科学与工程学院 山东科技大学地球信息科学与工程学院 山 东科技大学地球信息科学与工程学院 江苏常州市测绘院/《矿山测量 》 2006年01期 ） 另外，INSAR技术还在地表变形监测、地裂缝监测、滑坡监测等方面 有重大应用。
在标准模式中， 以A1信号为参考，则干涉图相位差为
在“乒乓”模式中，干涉图相位差为
？
重复轨道干涉本质上是在 对于星载系统P=2。 “乒乓”
？
模式。 对于机载系统P=1，
由地形引起的斜距差，可以根据卫星与地面目标的几何 位置测得，但这种测量方法受分辨率的限制，数米的精 度远远不能满足地形测绘的要求。InSAR技术利用相位 来测定斜距差，相位的量测精度为波长的几分之一，可 以达到亚厘米级的精度。 则
4 4
( R1 ) ( R2 )
( R1 R2 )
R
相位组成
假设两次成像期间地
表未发生形变并忽略
大气和噪声影响，干 涉相位中仅包含地形 贡献。干涉的真实相 位表达为：
4 4 4 4
( R1 R2 )
R
B sin( )
对于欧洲遥感卫星数据（ ERS-1和 ERS-2 ） ， D=1米，L=10米， Rm=850公里，波长为5.66厘米 （ C波段），入射角为23度。因此， 理论上幅照带尺寸为
分辨率
在雷达脉冲发射方向上所能分辨的最小距离
方位向分辨率为：
距离向分辨率为： 地面距离分辨率为：
问题：
例如，一个3 米长天线，工作波长为5.66厘米 （ C波段 ），飞机飞行地面高度为1400米，波 束入射角23度（Rm约1600米），因而方位向 分辨率约 30m ?。同样的C波段侧视雷达，地面上 斜距为850公里，将产生一个约 16km ?的方位向分辨 率，对大多数应用来说，这样的精度太粗糙。 ? 长，这样口径 为了减少到30米，需要天线约 1.6km 的天线实现起来非常困难。
B||
根据上述分析可知：不仅地形高度可以引起干涉相位 的变化，在无高程变化的平坦地区，也存在干涉相位 的变化，即平地效应，所谓平地效应是指高度不变的
平地在干涉条纹图中所表现出来的随距离向和方位向
而呈周期性变化的现象，如图所示。
干涉条纹图像中通常包含很严重的平地效应，严重影 响相位解缠和高程等参数计算的精度，因此，需要从 干涉相位中去除参考面相位，即“去平地效应”处理
雷达回波信号的相位一般由两部分组成，一部分是由雷 达波经过的传播路径（雷达天线到目标点的斜距）确定 的相位；另一部分是地面目标散射引起的相位，它是一 个随机变量。由此，回波信号相位可表示如下：
2 ( R ) 2 R1 arg{U1} 1 ( R ) 2 2 R arg{U } 2 2 2
“杨氏双缝干涉实验”
InSAR的思想来源
光波的干涉现象
不同高度的地面点到传感器
双缝光波到墙
壁的距离不同
的距离不同;同一地面点到不 同时刻传感器的距离不同
InSAR技术背景
InSAR全称
“InSAR”是一个嵌套式的英文缩写, 即radio detection and ranging (Radar, 无线电探测与 测距, 简称雷达), synthetic aperture radar (SAR, 合成孔径雷达), SAR interferometry (InSAR, 合成孔径雷达干涉)。