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星載合成孔徑雷達(dá)干涉測量是２０世紀(jì)發(fā)展最為迅速、*應(yīng)用潛力的新型對地觀測技術(shù),寬幅合成孔徑雷達(dá)干涉測量則是其拓展,是當(dāng)前國際遙感界乃至地學(xué)界極為關(guān)注的熱點研究課題。本書概要介紹了目前國外已經(jīng)發(fā)射成功且具有寬幅模式的SAR衛(wèi)星基本情況,系統(tǒng)地敘述了星載寬幅合成孔徑雷達(dá)的成像與干涉原理,重點分析了星載寬幅合成孔徑雷達(dá)圖像拼接等關(guān)鍵技術(shù),闡述了其干涉去相干性和相關(guān)誤差的影響規(guī)律與大小,并對星載寬幅合成孔徑雷達(dá)干涉測量的大氣影響進(jìn)行了初步研究。在此基礎(chǔ)上,研究了基于多源多模式雷達(dá)干涉的形變場融合方法,最后利用寬幅合成孔徑雷達(dá)差分干涉測量,對伊朗巴姆地震、汶川地震和于田地震進(jìn)行了變形獲取與分析研究,獲得了較好的結(jié)果。

星載寬幅合成孔徑雷達(dá)干涉測量是利用合成孔徑雷達(dá)(synthetic aperture radar,SAR)衛(wèi)星掃描模式觀測地表而獲取其幾何信息的技術(shù),又被稱為ScanSAR(scanning interferometric synthetic aperture radar)干涉測量。寬幅SAR圖像強(qiáng)度信息已應(yīng)用于資源勘探、環(huán)境監(jiān)測、海洋探測、防災(zāi)減災(zāi)、土地利用和森林調(diào)查、農(nóng)作物估產(chǎn)、國家安全等方面,取得了重大成效.由于合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星設(shè)備性能和定軌技術(shù)的改善和提高,寬幅SAR干涉的前提條件即掃描同步和極限基線已得到保證,同時,已發(fā)射和即將發(fā)射多顆具有寬幅模式的SAR衛(wèi)星,為寬幅SAR干涉研究應(yīng)用提供了豐富的數(shù)據(jù)資源,故星載寬幅干涉測量技術(shù)為地殼板塊運動及地球動力學(xué)研究提供了契機(jī)。星載寬幅合成孔徑雷達(dá)干涉測量相對于其他模式干涉測量而言,盡管分辨率較低,但具有重訪周期短和寬幅的優(yōu)點。重訪周期短則易監(jiān)測地表緩慢變形,寬幅不僅可消除具有累積效應(yīng)的基線誤差,而且在監(jiān)測精度與條帶模式相當(dāng)?shù)臈l件下,其獲取的寬域形變場更能用于發(fā)震機(jī)制分析,同時其多模式干涉測量可為干涉圖時間序列分析提供條件,故星載寬幅合成孔徑雷達(dá)干涉測量理論與方法已成為一個熱點研究與應(yīng)用的新方向。我國“８６３高”技術(shù)研究發(fā)展等計劃也把雷達(dá)成像列為重點項目,但由于受到數(shù)據(jù)源質(zhì)量、數(shù)量和相關(guān)參數(shù)信息的限制,目前我國還處于利用國外提供的干涉數(shù)據(jù)進(jìn)行研究的階段,尚未在國內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用。抓住時機(jī),充分利用目前雷達(dá)衛(wèi)星提供的海量影像資源,對寬幅SAR干涉測量技術(shù)的理論和實現(xiàn)進(jìn)行深入的研究,對我國InSAR技術(shù)緊跟國際發(fā)展潮流具有非常重要的科學(xué)意義。筆者在承擔(dān)國家自然基金項目(編號:４１００４００３)、江蘇省測繪科研項目計劃(編號:JSCHKY２００９０２) 和完成博士論文的過程中,密切關(guān)注星載寬幅合成孔徑雷達(dá)干涉測量技術(shù)的前沿發(fā)展,在學(xué)習(xí)和吸收有關(guān)寬幅合成孔徑雷達(dá)干涉測量書籍、專著和論文等成果的基礎(chǔ)上,對合成孔徑雷達(dá)干涉測量的理論和應(yīng)用進(jìn)行了認(rèn)真研究,并積累了一些經(jīng)驗,取得了一定成果,本書是這些經(jīng)驗和成果的全面總結(jié)。在本書的編寫過程中,筆者還參考了大量相關(guān)文獻(xiàn)資料,吸取了國內(nèi)外最新研究成果,力爭在加強(qiáng)星載寬幅合成孔徑雷達(dá)干涉基本理論和方法研究的同時,反映其干涉研究和應(yīng)用的新發(fā)展,為關(guān)注和從事星載寬幅合成孔徑雷達(dá)干涉測量研究的青年學(xué)者和研究生們提供學(xué)習(xí)參考資料。本書共分為７章,第１章簡要地介紹了SAR和星載寬幅干涉測量的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及幾個典型的雷達(dá)衛(wèi)星系統(tǒng)；第２章敘述了合成孔徑雷達(dá)和寬幅SAR成像原理,并在此基礎(chǔ)上分析了其關(guān)鍵成像參數(shù)和性能,研究了TCN坐標(biāo)系中的寬幅合成孔徑雷達(dá)干涉測量數(shù)據(jù)學(xué)模型及其干涉測量流程,并與條帶干涉測量進(jìn)行了異同點的比較；第３章針對寬幅SAR影像的拼接方法進(jìn)行了研究,分析了條帶SAR圖像和Burst圖像的頻譜特性,研究了全孔徑拼接法和SIFFT拼接法,介紹了單Burst干涉圖生成流程,研究了用于Burst干涉圖拼接的時域拼接法、相關(guān)拼接法和綜合法,最后針對子條帶間的特性,提出了基于配準(zhǔn)加權(quán)的子條帶拼接法,并用實驗進(jìn)行了驗證分析；第４章研究了寬幅SAR干涉去相干性和測量誤差處理分析,比較了與條帶干涉測量去相干性的異同點,研究了ScanSAR干涉測量與條帶干涉測量不同的幾何去相干和掃描同步去相干,研究了基線誤差和DEM誤差影響寬幅干涉測量結(jié)果的數(shù)學(xué)模型,以巴姆地震為例對其進(jìn)行了驗證分析,最后研究了大地水準(zhǔn)面差距對寬幅干涉測量結(jié)果的影響規(guī)律和程度,闡述了基于EGMＧ９６模型計算大地水準(zhǔn)面差距的方法；第５章介紹了ScanSAR干涉測量中的大氣影響研究；第６章重點討論了多模式的合成雷達(dá)干涉測量和多源多模式的形變場融合;第７章以伊朗巴姆地震、汶川地震和于田地震為例,對這些地震利用合成孔徑干涉測量獲取相應(yīng)的形變場,并進(jìn)行了分析研究。在本書出版之際,感謝香港中文大學(xué)林琿教授在百忙之中為本書欣然作序,感謝香港中文大學(xué)博士后張瑞博士為本書撰寫三維形變場重構(gòu)部分內(nèi)容；感謝測繪出版社的編輯同志為本書出版的積極支持；感謝國家自然科學(xué)基金、江蘇省六大人才高峰項目、江蘇省青藍(lán)工程及高校優(yōu)秀中青年教師和校長境外研修計劃、江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程項目、江蘇省“３３３高層次人才”培養(yǎng)工程項目、連云港市第五期“５２１高層次人才培養(yǎng)工程”項目、江蘇碩士點增點學(xué)科、江蘇省測繪局測繪科研基金和淮海工學(xué)院專著基金的資助。由于星載寬幅合成孔徑雷達(dá)干涉測量是一個多學(xué)科相互交叉滲透的新興領(lǐng)域,涉及對地觀測、無線電技術(shù)、影像處理與模式識別、現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理技術(shù)、測繪科學(xué)等諸多學(xué)科的相關(guān)知識,加之時間和作者水平有限,書中難免有錯誤和不足之處,敬請讀者不吝指正。

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