《基于SARProZ的地表形变检测服务ppt课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于SARProZ的地表形变检测服务ppt课件.pptx（90页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、基于SARProZ的地表形变检测服务,内容概要,SARProZ处理系统简介SARProZ功能特点SARProZ算法技术特点基于SARProZ系统的服务案例,Date - 2,3,地表形变监测的意义,地表形变起因地下水位降低不稳定的土壤结构（河流冲击三角洲）地下挖掘大型建筑的地基挖掘尤其是冲压钻孔自然下陷导致的后果建筑物及交通设施损坏财产保险纠纷政府责任空间（卫星）地表沉降监测能够在严重灾害发生前发出预警为执法管理提供依据提供不同工程阶段的地表形变监测信息设计、施工、以及运营阶段,Date - 4,Detection,Recognition,TerraSAR-X capabilities tod
2、ay,res. 18.0 m100 x150 kmDetection of coarse land cover features,res. 1.0 m10 x5 kmRecognition of objects (airplanes, hangars, ),APAC,TerraSAR-X 卫星影像产品,Date - 6,雷达地表形变监测原理,雷达波1,雷达波2,雷达波相位探测地表形变可达毫米级别精度,Date - 7,InSAR地表形变检测技术遥感测量技术可以监测所有影像数据内可见的地物InSAR地表形变检测报告精度取决于:雷达传感器及卫星平台：X波段波长最短，测量精度最高分辨率越高，获取的测
3、量结果越丰富卫星几何信息越准确，结果可靠性越高地物类型：植被、水体无法检测，人造设施是理想检测对象城市：建筑，地铁沿线等交通设施：公路、桥梁、铁路、机场、港口等其它重要设施：水坝、堤坝等处理方法：有效去除干扰信息使用精确地DSM数据去除地形相位精确测算并去除大气相位PS-InSAR：工程测量解决方案，可用于精确测量时间序列形变量,InSAR地表形变检测应用特点,什么是永久散射（PS）点,多次重复采集相同区域的影像数据,NI,鉴定和分类,在影像数据集中提取反射能量稳定的点目标,对散射点的尺寸、振幅、高程等属性进行分析,雷达信号照射桥体和路面路面、护栏和隔离墩等地物反射雷达信号，在影像数据中形成强
4、反射点通过软件系统计算分析，在这些强反射点中选取稳定的测量点,Date - 9,提取桥梁永久散射点,PSInSAR形变测量基本原理,雷达影像记录了各像素在成像过程中，信号从发射到反射接收所经历的电磁波周期数，从而可以测算天线到地物的距离：多次成像后，同一个像素与天线的距离差值为：其中 为相位的差值，其包含：地形相位、平地相位、大气相位和地表形变相位PSInSAR技术保证形变测量精度的关键在于如何准确去除大气和高程相位平地相位可由几何关系计算去除,Date - 11,InSAR地表形变检测技术遥感测量技术可以监测所有影像数据内可见的地物InSAR地表形变检测报告精度取决于:雷达传感器及卫星平台：
5、X波段波长最短，测量精度最高分辨率越高，获取的测量结果越丰富卫星几何信息越准确，结果可靠性越高地物类型：植被、水体无法检测，人造设施是理想检测对象城市：建筑，地铁沿线等交通设施：公路、桥梁、铁路、机场、港口等其它重要设施：水坝、堤坝等处理方法：有效去除干扰信息使用精确地DSM数据去除地形相位精确测算并去除大气相位PS-InSAR：工程测量解决方案，可用于精确测量时间序列形变量,InSAR地表形变检测应用特点,SARProz 软件系统 (1),Date - 12,由意大利SMTech公司开发源于意大利米兰理工大学（Politecnico di Milano）电子通信工程学院2002年形成软件系统
6、，致力于多传感器复杂电磁反射信号数据处理活跃于欧洲及北美各应用领域（地质、矿物能源开采、基础设施安全、城市安全、交通运输等）已经发展成为一套高效可靠的商业地表形变检测处理系统,SARProz 软件系统 (2),Date - 13,亚太区业务2009年被引入香港中文大学霍英东遥感研究院，正式进入亚洲市场与欧洲宇航防务集团ASTRIUM公司和意大利航天局E-GEOS合作，在香港及东南亚地区大范围推广基于TerraSAR-X及COSMO-Skymed影像数据的地表沉降检测服务。2013年与北京林邦合众科技有限公司合作正式进入中国市场，为国内各相关行业用户提供优质可靠的技术服务及行业解决方案。目前世界
7、范围内主要用户包括：香港AECOM（HK）香港交通运输署马来西亚PETRONAS国家石油公司意大利NHAZCA集团公司意大利航天局E-GEOS公司欧洲空中客车宇航防务集团（前欧洲宇航防务集团）澳大利亚测绘勘测中心印度尼西亚BIG国家测绘局捷克共和国国家测绘勘测部台湾地区交通与测绘部门中国交通部CTTIC,全图形用户界面并行多线程处理技术广泛支持所有在轨SAR传感器丰富的处理模型以及参数设置接口丰富准确的处理结果分析报告支持当前所有主流数据集分析拓扑结构卓越的大气分析功能建筑物表面PS点层析功能可检测季节性形变QUASI-PS技术可检测与时间相关的非线性形变工程级别处理精度,Date - 14,
8、SARProz 主要技术优势,SARProz 图形用户界面,Date - 15,SARProz处理系统采用全图形化处理界面分层次管理SAR影像处理工作流个功能模块支持图像图表化显示所有处理统计结果界面友好方便易用运行于Linux、MS Windows,并行多线程处理,Date - 16,多线程处理技术并行高效分析海量SAR影像数据最大限度发挥集群处理系统处理效率单节点处理效率取决于硬件配置（CPU、内存和硬盘读写速度）建议采用高速固态硬盘系统,广泛支持各种SAR传感器,Date - 17,ERS-1 and ERS-2 (CEOS格式)ERS-1 and ERS-2 (Envisat格式)En
9、visatESA Sentinel (目前仅SARProz支持)Cosmo SkyMed (1,2,3,4) (stripmap模式, spotlight模式)TerraSAR-X (stripmap模式, spotlight模式)Tandem-XTandem-X bistatic pairsRadarSAT 1RadarSAT 2ALOS (ERSDAC)ALOS (JAXA)支持多极化影像数据经过GAMMA、DORIS或ROI_PAC软件,丰富的处理模型及参数,Date - 18,提供丰富的处理模型及参数设置接口用户可根据实际情况灵活设置处理条件（如数据、地物、气象特征等）,全面准确地处理
10、报告,Date - 19,杜绝全自动“黑匣”式处理采用图形图表方式逐步骤反馈处理报告用户及时准确掌握处理情况，评估处理效果精度评估及阶段性质量控制依据优化处理参数,全面支持所有数据分析结构,Date - 20,支持丰富的数据分析拓扑模型星形小基线德劳内全连接最小生成树等根据数据集时空基线特点可采用拆分分析等特殊处理方法,卓越的大气分析功能,Date - 21,根据不同像素属性值选取估测点强度信息相干性高程等根据不同地物特性采用对应估测点网拓扑结构德劳内三角网FlowerTree网全连接网,卓越的大气分析功能,Date - 22,传统方法采用数学模型过滤非线性相位读取影像数据同时自动获取气象数据
11、，气象数据辅助建模计算大气效应集成区域基础大气模型作为先验值沿海区域模型内陆模型两极电离层模型可以分别测算每张影像采集时刻的实时大气相位残值图,PS点层析功能,Date - 23,可以区分地面和建筑物表面PS点根据反射次数对PS点进行拆分避免建筑物随温度发生的变化对地表形变检测结果的干扰精确检测建筑物形变情况需要使用采集较规律的大数据集（25景影像数据）,季节性形变,Date - 24,根据参考气象数据及SAR影像数据集检测PS点季节性形变主要由温度变化引起建筑物表面较明显,QUASI-PS技术,Date - 25,QPS,PS,不同于传统PSInSAR的星形数据分析拓扑结构采用德劳内或最小生
12、成树结构估算反射点的“生存”时期适用于植被较茂密或人造目标较少的地区,Date - 26,工程方案分为两个阶段形变中心及趋势检测分析阶段使用5景以上影像数据检测形变中心分析形变发展趋势粗略估测形变速率地表形变量精确测量分析阶段25景以上InSAR数据集精确去除大气相位干扰可精确检测建筑物季节性形变速率地面形变检测精度可达毫米级别,基于雷达影像地表形变工程解决方案,Date - 27,地表形变报告生产周期以11天周期采集25景影像数据，整体监测周期约为275天初期检测报告：采集5景影像数据之后检测完整影像图幅（30 x 50平方公里）初期形变中心，粗略估算形变速率及趋势DInSAR，生产周期2周
13、（约项目启动后2个半月提交报告）中期检测报告（可选）：采集15景影像数据之后检测形变中心及波及区域变化粗略估算形变速率及发展趋势DInSAR，生产周期3周（约项目启动后6个半月提交报告）工程检测报告：采集25景影像数据之后精确检测形变区域形变速率PSInSAR，生产周期4周（约项目启动后11个月提交报告）后期每增加采集5景数据，更新一次形变速率报告选取最佳空间及时时间基线TerraSAR-X重访周期为11天倍数超高轨道控制精度提供最佳InSAR空间基线（100米）采用高精度InSAR处理分析系统SARProZ,地表形变检测报告生产周期,Date - 28,形变中心及趋势检测分析阶段,Date
14、- 29,采用DInSAR处理技术检测形变中心分析形变发展趋势粗略估测形变速率雷达数据无法有效分析区域：水体覆盖区域茂密植被覆盖区域选取最佳空间及时间基线使用5景影像数据TerraSAR-X重访周期为11天倍数超高轨道控制精度提供最佳InSAR空间基线（100米）采用意大利高精度InSAR处理分析系统SARProZ,形变中心及趋势检测分析报告,应用案例(1),基于TerraSAR-X的唐山南湖沉降分析,Date - 31,监测区域InSAR数据集,InSAR影像数据集：TerraSAR-X StripMap模式SLC处理级别强度相位信息3米地面分辨率HH极化,测区TSX影像,蓝色：影像覆盖范围
15、红色：检测区域,初步形变检测报告20131021-20131112,Date - 32,由SARProZ处理,监测周期22天,沉降量约8厘米,沉降量约12厘米,Date - 33,由SARProZ处理,初步形变检测报告20131112-20131204,监测周期22天,沉降量约9厘米,沉降量约12厘米,Date - 34,由SARProZ处理,初步形变检测报告20131204-20131226,沉降量约3厘米,沉降量约9厘米,Date - 35,由SARProZ处理,初步形变检测报告20131112-20131226,沉降量约12厘米,沉降量约20厘米,应用案例(2),基于TerraSAR-X
16、的北京周边区域沉降分析,Date - 37,相干性和干涉图,基于TSX和TDX影像，未进行地理编码处理。,20100424 - 20100607,Date - 38,相干性和干涉图,基于TSX和TDX影像，未进行地理编码处理。,20100607 - 20110411,Date - 39,相干性和干涉图,基于TSX和TDX影像，未进行地理编码处理。,20100903 - 20110411,Date - 40,相干性和干涉图,基于TSX和TDX影像，未进行地理编码处理。,20100413 - 20100710,Date - 41,相干性和干涉图,基于TSX和TDX影像，未进行地理编码处理。,201
17、00823 - 20110422,Date - 42,相干性和干涉图,基于TSX和TDX影像，未进行地理编码处理。,20101006 - 20110331,Date - 43,沉降趋势图（速率叠加强度影像）,Date - 44,地表形变量精确测量分析阶段,Date - 45,采用PSInSAR处理技术工程测量解决方案25景以上InSAR数据集去除大气干扰可精确检测建筑物季节性形变速率地面形变检测精度可达毫米级别地面永久散射点检测形变速率建议采用高精度DEM作为地形参考数据报告结果可以地理编码并输出到GoogleEarth中展示选取最佳空间及时间基线超高轨道控制精度提供最佳InSAR空间基线（1
18、00米）采用意大利高精度PSInSAR处理分析系统SARProZ,后续地表形变量精确测量分析（1）,Date - 46,2轨影像数据30景TerraSAR-X影像数据时间序列分析,北京市沉降监测,Date - 47,精确地表沉降检测结果示例,沉降中心PS检测点数据与Google Earth叠加图,精确地表沉降检测结果示例,Date - 48,可精确检测地表形变速率，精度可达毫米级别。,Date - 49,精确地表沉降检测可以进行层析分析,区分地面和建筑物表面的测量点可用于检测重要建筑物安全稳定性,23 December 2022,Presentation Title runs here (go
19、 to Header & Footer to edit this text),50,TerraSAR-X ，3米分辨率StripMap影像，2010年7月至2013年5月34景影像数据，PSInSAR分析结果。基于高分辨率SAR影像数据，可以对城市重要建筑物的形变情况进行测量。,精确地表沉降检测结果示例,Date - 51,可精确检测建筑物形变，图例为温度变化引起的季节性形变。,精确地表沉降检测结果示例,Date - 52,可精确检测建筑物形变，图例为温度变化引起的季节性形变。,香港隧道施工监测,应用案例(3),香港地表沉降监测,PSs average deformation trend,香港
20、地表沉降监测,天津地表沉降精确测量分析,应用案例(4),TSX PS分析结果：高速公路,mm/y,Jinbao Highway,Jinghu Highway,By SARPROZ (c),京沪高速,京包高速,TSX PS 分析结果：高速公路,mm/y,10,5,0,-5,-10,-15,-20,-25,-30,By SARPROZ (c),京津城际铁路和高速公路局部沉降检测,发生快速沉降形变的桥梁，2009年4月至2010年10月累计形变量-29.4毫米。,发生快速沉降形变的桥梁，2009年4月至2010年10月累计形变量-46.5毫米。,发生形变的桥梁，2009年4月至2010年10月累计形
21、变量分别为26.3毫米和13.4毫米。,采用8个水准点对PSInSAR结果精度进行验证,2022/12/23,CUHK/ISEIS,65,水准点误差为2毫米水准点周边PS点内插值进行比较,城市桥梁形变精确测量分析,应用案例(5),Version 1.0 March 2011,受周边地区沉降影响的桥梁引桥，2010年6月至2013年低累计相对沉降量47.3毫米。,Version 1.0 March 2011,形变桥梁引桥，2010年6月至2013年低累计相对沉降量34.4毫米。,Version 1.0 March 2011,形变桥梁，2010年6月至2013年低累计相对沉降量45.7毫米。,Ve
22、rsion 1.0 March 2011,较稳定桥梁，2010年6月至2013年低累计相对沉降量5.6毫米。,Version 1.0 March 2011,形变桥梁，2010年6月至2013年低累计相对沉降量33.2毫米。,上海地铁沉降监测,应用案例(6),从2010年到2020年：修建5条延长线路，8条新线路，总数将达到20条。,上海市地铁线路图,上海城区土地结构特点,较大空隙粘度较高渗透性较差高含水量切变强度较低 形变系数较低, 沉降发生可能性较高,大约一百五十万PS点,采用X波段雷达数据的研究结果,10号线,9号线,7号线,11号线,邻近黄浦江的10号线沉降非常严重,2011年3月发生透水事故2011年9月发生列车碰撞事故,深圳地表沉降监测,应用案例(7),采用72张TerraSAR影像数据,发生轻微沉降形变的桥梁，2009年9月至2012年1月累计形变量-9.6毫米。,2009年9月至2012年1月期间较稳定的桥梁。,Date - 90,谢 谢,
