合成孔径雷达干涉测量InSAR数据处理、形变信息提取与分析技术

合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR）技术作为一种新兴的主动式微波遥感技术，凭借其可以穿过大气层，全天时、全天候获取监测目标的形变信息等特性，已在地表形变监测、DEM生成、滑坡、火山活动、冰川运动、人工建筑物形变信息提取等多种领域展开了成功应用。InSAR作为一种新兴的空间大地测量技术，克服了传统大地测量技术需要人工野外布点、空间分辨率低、成本高等缺点。InSAR已成为测绘、遥感、地球物理、地质工程、环境工程、土木工程、灾害监测评估、资源勘探以及地理信息工程等相关领域科学研究与工程实践的重要技术手段之一。

周老师（副教授）：长期从事合成孔径雷达干涉测量、地面沉降、变形监测以及无人机倾斜摄影测量等技术研究，完成多项重点工程项目，以第一作者发表多篇SCI论文，编著出版InSAR地面沉降及变形监测分析方法书籍，具有资深的技术底蕴和专业背景。

【资料与数据】：

Ubuntu操作系统、虚拟机VirtualBox；

GMTSAR数据处理软件及详细的教材、案例数据

多个城市的Sentinel-1A SAR影像数据以及对应的精密轨道数据；

部分ALOS1/2、Envisat、TerraSAR-X、COSMO-SkyMed SAR卫星的影像数据。

InSAR技术应用现状分析及其发展

1.InSAR概述

1）星载InSAR

2）地基InSAR

2.星载SAR卫星系统发展

3.地基InSAR系统发展

4.星载与地基InSAR技术的应用现状分析

InSAR原理、技术方法

1. 星载InSAR成像原理
2. 地基InSAR成像原理
3. InSAR成像特性

1. InSAR高程测量技术
2. DInSAR形变监测技术
3. 时序InSAR技术

1）PSInSAR技术

2）SBASInSAR技术

3）MTInSAR技术

1. 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

Ubuntu操作系统介绍、安装与基本使用  GMTSAR软件安装与环境配置

1. 虚拟机（Oracle VM VirtualBox）的介绍、下载、安装与基本使用
2. Ubuntu操作系统的下载、安装
3. Linux常用命令（如cd、ls、ln、mv、gedit、chmod等命令与操作）
4. GMTSAR软件（开源软件）的下载、安装与环境配置
5. 基于Oracle VM VirtualBox的Ubuntu操作系统的安装

1）新建虚拟机

2）配置虚拟机

3）安装Ubantu

4）必要设置（如更改分辨率、共享文件夹、共享粘贴板等）

1. 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：Ubuntu20.0

SAR 影像数据获取  DEM 数据获取   InSAR数据预处理

1. SAR影像数据获取
2. Sentinel-1卫星SAR影像数据下载
3. 精密轨道星历参数下载
4. DEM数据获取
5. GMTSAR下数据读取和裁剪
6. 以Sentinel-1A SAR影像数据为例 

DInSAR形变信息提取 

1. 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. 结果输出与分析

1. 【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DInSAR获取该地区地震前后的地表地形形变信息
2. 【算例2】：利用墨西哥Baja加利福尼亚地区的ALOS数据（2009年、2010年），采用二轨法DInSAR获取Baja地震前后的地表形变信息
3. 掌握利用GMTSAR软件，采用DInSAR技术获取地表形变信息

时序InSAR技术形变速率与形变时间序列信息获取 

1. SBASInSAR数据处理方法
2. 时序SAR影像数据准备
3. 精密轨道数据准备
4. DEM数据准备
5. 基于Sentinel-1A 的SBASInSAR数据处理

1. SAR影像与精密轨道数据读取
2. 影像裁剪
3. 主影像选取与配准
4. 差分干涉处理
5. 相位解缠
6. 地理编码
7. 结果展示与误差分析

1. 【算例1】：利用覆盖北京地区的Sentinel-1A  SAR影像（2018年1月-2018年5月），采用SBASInSAR技术获取北京地区的地表沉降速率与沉降时间序列信息
2. 【算例2】：利用覆盖天津地区的Sentinel-1A  SAR影像（2021年1月-2021年10月），采用SBASInSAR技术获取天津地区的地表沉降时空特征信息

掌握基于GMTSAR软件，采用时序InSAR技术提取形变速率与形变时序信息

星地InSAR技术监测 

1. MTInSAR北京地区地表沉降时空反演
2. TSInSAR上海地区地表沉降反演分析
3. SBASInSAR城市地表形变识别与监测

1）武汉地区（2015-2021期间）

2）天津地区（2015-2020期间）

1. PSInSAR深圳填海区地铁沿线监测
2. GB-InSAR滑坡稳定性监测与预警
3. 地基InSAR技术高铁桥梁安全监测
4. GB-RAR超高层建筑物动态特性监测

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