双极化Sentinel-1数据极化时序InSAR技术地表形变监测—以上海市浦东机场为例

冯瀚， 赵峰， 汪云甲， 闫世勇， 彭锴， 王腾，张念斌， 徐东彪

1. 中国矿业大学 环境与测绘学院, 徐州 221116;

2. 国土环境与灾害监测国家测绘地理信息局重点实验室, 徐州 221116;

3. 黄河勘测规划设计研究院有限公司, 郑州 450003

1 引 言

时 序InSAR 技 术PSI （Persistent scatterer Interferometry）在地表变形监测上具有监测范围广、监测精度高等优势，目前已被广泛用于大区域地表形变探测（郭华东和张露，2019）。PSI 技术最早由Ferretti等（2001）提出，该技术作为差分干涉合成孔径雷达DInSAR（Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar）的延伸，为减小差分干涉中的失相干及大气延迟影响，对多幅SAR 影像中的永久散射体PS（Persistent Scatterers）进行时序分析，其适用范围和形变监测精度均优于传统DInSAR 技术（朱建军 等，2019）。之后，研究学者相继推出SBAS（Berardino 等，2002）、干涉点目标分析（Werner 等，2003a 和2003b）、StaMPS（Hooper 等，2004）、时域相干点目标分析（Zhang等，2011）等时序InSAR 技术，并在各类变形监测中进行了应用。

但是，时序InSAR 技术在人工建筑物较少的非城市区域，可获取的PS 监测点密度低，难以准确反映地表变形，对相干性较低的分布式散射体区域的形变探测存在不足（Cao等，2015；Crosetto等，2016；林珲 等，2017）。因此，国内外研究学者基于经典PSI 算法提出了更高级的分布式DSI（Distributed Scatterer Interferometry） 技术，如联合永久散射体（PS）与分布式散射体（DS）的SqueeSAR 技术（Ferretti 等，2011）、SqueeSAR 的各类变体技术（Parizzi 和Brcic，2011；Wang 等，2012）以及CAESAR 技术（Fornaro 等，2015），很好地弥补了传统PSI 对DS 目标监测的不足，推动了PSI的进一步发展。但是上述方法只使用了单极化数据，对多极化SAR 数据信息挖掘研究相对较少。然而，各类地表散射体对不同极化的响应不同，利用不同极化通道的丰富极化信息可提高PSI技术地表形变监测能力（Lee和Pottier，2009）。长期以来，长时序极化数据获取难度大，基于多极化数据进行时序地表形变监测较为困难。……