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【葛大庆谈InSAR(一)】InSAR是什么?InSAR主要应用在哪些领域?

2016-06-28 葛大庆 GeoTalks


葛大庆,雷达遥感研究所所长|中国国土资源航空物探遥感中心


InSAR是什么?


InSAR(SAR Interferometry),就是我们常说的雷达干涉测量。就InSAR这个名词本身,仍然有好多种不同的中文叫法。比如,很多人都说成是干涉雷达, 也有说成干涉SAR的。在写法上, 有星载干涉SAR, 干涉雷达, 雷达干涉, 雷达干涉测量等等。


此前我曾专门写过一片博文,详述了InSAR技术相关的几个名词的含义和区别。实际上,如果我们从测量技术这个角度去理解InSAR,那么它就是雷达干涉测量,只不过现在所言的雷达一般都是星载合成孔径雷达(SAR)。


很显然,这个名称蕴含了基本的应用能力,那就是测量,通过干涉的方式实现测量的目标,而所用的信息载体就是SAR观测时获取的相位。



InSAR主要应用在哪些领域?



这一技术的诞生充满了偶然性,当初成像雷达的发展并不是为了进行干涉测量,而是补充光学遥感的不足, 以成像为主要任务。作为雷达遥感的“ 副产品”,InSAR技术目前已成为雷达遥感学科的重要分支,并将逐步发展成为一种可满足日常应用的常规测量手段。


自上世纪80年代初以美国SEASAT雷达卫星数据为研究对象开启干涉测量技术研究以来, 以雷达相位干涉测量为代表的遥感技术为空间大地测量、全球及区域尺度的地形测绘与形变监测提供了新的方法和手段,改变了以往依靠水准、GPS等点位测量方式在空间测量点密度、监测范围和重复观测频率上的不足,扩展了地学领域对地表过程(中长期缓慢地壳变化及局部快速地表变化等)变化研究和认识的广度和深度,强化了地学过程反演的可靠性和稳定性,间接地提高了对自然与人为作用下地表变化及影响的认知。这些都不是空谈,越来越多的研究和应用成果不断在证明着这一点。


我从事的工作主要是利用InSAR技术进行大尺度的形变监测,因而更多的是从测量的角度去认识。这一点上,InSAR技术具备两项基本能力,一是地形测绘(多属全球尺度上的),另一项则是地表形变的监

测。


比较而言,前者属于一次性的基础测图(如美国的SRTM任务,德国的TanDEM-X全球高分辨率DEM获取计划等),而后者则由于观测对象本身变化的多样性,是目前应用最为广泛的领域,因为,我们所处的地球无时无刻不在以各种形式发生着变化,而变形就是这种变化的一种外在表现。


但就实现测量的工作原理而言,差分干涉(D-InSAR)较之直接干涉有根本性的区别,前者达到毫米级的形变测量精度,而后者一般只能达到几米的地形测绘精度(如TanDEM-X Global DEM绝对精度为4-8m)。因为前者是与相位变化直接相关的,半个波长代表一个整周(360度)的变化,1度的相位变化相对于C波段的SAR数据所反演的实际地表变化也不足1mm。



RADARSAT-2全国地面沉降调查与监测任务计划



感谢葛大庆老师对GeoTalks的大力支持。



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