合成孔径雷达
 
 
一、概述
 
      合成孔径雷达(SAR)是一种主动式微波传感器,它与传统的光学传感器相比具有微波穿透云雨的能力强以及不依赖于太阳作为照射源的优点,使其能全天时、全天候的获取资料。雷达微波遥感对地表有一定的穿透能力,可以提供可见光、红外遥感所得不到的一些新信息。这些优点使雷达遥感在农业、林业、地质、环境、水文、海洋、灾害、测绘与军事领域的应用具有独特的优势,特别是在传统光学传感器成像困难的地区有着更重要的地位。
合成孔径雷达干涉测量(InSAR,Interferometric Synthetic Aperture Radar)是20世纪90年代末在SAR的基础上发展起来的一种新型的空间对地观测技术,它充分利用了SAR的相位信息,成功的解决了SAR图像的三维成像问题,而且它能够获取高精度的地形信息,同时还可以监测地表和冰雪表面的微弱变化,监测时间间隔跨度很大,从几天到几年,可获得全球高精度的、高可靠性的地表变化信息。这使得合成孔径雷达干涉测量(InSAR)在监测地表微小形变方面具有独特的优势,成为监测地表变化的新手段。
   
 
二、城市沉降监测
 
      随着城市建设的发展,城市地表下沉成为一个世界性的难题。在长三角地区,因为长期超采地下水,引起了区域性地面沉降与地裂缝等地质灾害。上海市区、江苏苏锡常地区、浙江杭嘉湖等地已经形成三个区域性沉降中心,并且地面沉降在长三角地区有连成一片的趋势,进而可能影响南京。因此,对南京市区进行长期、有效的地面沉降测量,以预防地质灾害的发生至关重要。由于DInSAR技术不但具有亚厘米级的高监测精度,而且具有低成本、空间近连续性和遥感探测的能力,无疑将成为今后地面形变探测的重要发展方向。    
 
   
数据处理流程
南京沉降监测结果
 
   
 
 
三、城市变化探测
   

  随着经济发展和人口激增,我国城市化建设进程的加快,城市土地利用/覆盖发生着剧烈的变化,如何保持城市生态环境的现势性,及时掌握城市的发展趋势,为城市规划部门提供规划和决策依据,是当前对地观测领域急需解决的问题,利用多时相SAR影像进行变化检测来获取地表覆盖的变化情况是其中的重要课题之一。

  从南京城市发展变化趋势图中可以看出,97年11月到99年11月,南京城市的建设主要集中在河西和江宁两个区域,在老城区也有少量的变化,如:樱驼花园、国展中心、鼓楼市民广场。

 
 
四、洪水淹没区检测
      我国是一个洪水灾害十分频繁的国家,洪水的淹没范围和淹没区水深分布的确定,对防洪减灾、洪水风险分析和灾情评估都具有重要的意义。SAR具有全天候、全天时的数据获取能力和对一些地物穿透的能力,成为监测洪水灾害最为有效的遥感技术之一。  
   
1998年4月的ERS-2影像的幅度图像
1998年8月的ERS-2影像的幅度图像
 
   
 
   
差异影像
检测出的洪水淹没区
 
   
 
      利用SAR技术可以检测的洪水淹没区主要集中在长江沿岸,这是因为1998年的夏季,长江沿岸经历了自1954年以来的特大洪涝灾害,南京的沿江地区也被洪水所淹没。另外检测出的长江河道也有变化,这主要是由于洪水的浑浊度、流速以及船只的变化而造成的。  
 
   
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