Método InSAR temporal de escenario urbano basado en la conexión densa de segmentos de pares (EP-InSAR)

GUO Shaokun ,  

DONG Jie ,  

WANG Ru ,  

LIAO Mingsheng ,  

摘要

La monitorización de la deformación de la superficie urbana y la infraestructura es fundamental para la operación segura de la ciudad. La técnica de medición por interferometría de radar de apertura sintética (InSAR) es uno de los métodos importantes para la monitorización de deformaciones urbanas. En escenarios urbanos complejos, la técnica tradicional PS-InSAR (scatterers permanentes) es susceptible a retrasos atmosféricos y sobreestima el nivel de ruido de fase; la técnica PSP-InSAR basada en segmentos PS puede extraer de manera efectiva puntos de monitoreo de alta calidad mediante la resolución de parámetros de pares de puntos, pero cuando la capacidad de cálculo es limitada, la cobertura de búsqueda de pares es insuficiente. Por lo tanto, este artículo propone un método InSAR temporal basado en la conexión densa de segmentos de pares (EP-InSAR). El método primero utiliza una estrategia de conexión secuencial de líneas base para suprimir el componente de deformación de fase por diferencia doble espacio-temporal, permitiendo resolver los parámetros de segmentos unidimensionales, lo que mejora significativamente la eficiencia computacional; luego se diseña un algoritmo iterativo de expansión de red impulsado por doble umbral para lograr un agotamiento aproximado de pares de alta calidad, reduciendo la dependencia de la calidad de fase y las amplitudes a priori, y buscando plenamente puntos de monitoreo estables; finalmente, se eliminan las componentes de elevación y de expansión térmica para obtener secuencias de interferogramas de baja frecuencia y extraer productos de series temporales de deformación. Basado en datos TerraSAR-X (TSX) de la región de Shanghái, los resultados demuestran que el método EP-InSAR mejora eficazmente la cobertura de los puntos de monitoreo, pudiendo seleccionar una gran cantidad de puntos de alta calidad que no cumplen con las amplitudes a priori tradicionales, donde el 29.3% de los puntos tienen un índice de desviación de amplitud >0.6; dentro de una ventana de procesamiento de 3000×3000, se extrajeron 910,000 puntos de monitoreo conectados por 60 millones de segmentos de alta calidad, proporcionando una gran cantidad de observaciones redundantes para el cálculo de parámetros; finalmente, se detectaron varios puntos locales de riesgo de deformación confirmados con imágenes satelitales históricas. En resumen, el proceso general del algoritmo propuesto ha sido optimizado paralelamente de forma preliminar, con viabilidad para aplicaciones de ingeniería y potencial para su promoción en el censo y monitoreo de salud de deformaciones en construcciones urbanas.

关键词

Monitorización de deformaciones urbanas;InSAR;EP-InSAR;Expansión de red de segmentos;Deformaciones no lineales locales;Scatterers permanentes

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