ENVI SARscape的InSAR技术应用于日本地震地表形变监测

2011年3月11日，日本发生9.0级特大地震后，遥感以其快速响应的技术特点，用于灾区不同方面的监测，也可以用于震前震后地表形变的监测。
如下图1，利用InSAR技术对日本仙台市南部进行的地表形变（Displacement）监测结果。使用2010年10月28日和2011年3月15日灾前灾后两景的ALOS Palsar雷达数据，在ENVI SARscape软件支持下，利用InSAR技术对该地区进行地震形变监测得到的形变情况。
监测结果表明，北部地面比地震前高，最大形变值达到30厘米，南部地面总体呈沉降状态，最大值在监测区域最南部，达到3.4米。总体上可以看出，从北向南，呈现地面隆起到沉降的趋势，并且最南部区域地面严重沉降。


图1：地表沉降监测结果
 
图2：监测结果叠加到ArcGIS中，并进行进一步的分析。
 

• InSAR(D-InSAR) 技术应用于地震形变监测

合成孔径雷达干涉技术（InSAR）是上世纪70年代中期出现的新型空间对地观测技术，可提取地形信息和地表形变信息。自从1993年Massonnet等人利用InSAR技术检测到加州兰德斯地震的地表形变之后，该技术已经广泛地应用于城市地面沉降、矿山沉降、火山形变、地震形变等地面形变监测领域，并取得了不少成果。DInSAR技术已经成为地震形变分析研究中一个不可缺少的工具。
卫星获得震前和震后的同一地点的数据，那么由这两幅图像获得的干涉图中不仅反应了地面地形的信息，而且包含了地面位移的信息。在包含有地形信息和地面位移信息的干涉图中由地面变化引起的干涉条纹与基线距无关，可以用差分（D-InSAR）的方法消除由地形引起的干涉条纹，来获取地表微量形变。
差分干涉雷达测量（D-InSAR）技术是利用同一地区的两幅干涉图像，其中一幅是通过形变前的两幅SAR 获取的干涉图像，其干涉相位只包含地形信息，另一幅是通过形变前后两幅SAR 图像获取的干涉图像，这两幅SAR 图像所形成的干涉纹图的相位既包含了区域的地形信息，又包含了观测期间地表的形变信息,其中由地面高程引起的干涉条纹与基线距有关，而由地面变化引起的干涉条纹与基线距无关，所以我们可以通过两幅干涉图差分处理将地形干涉相位去除掉，来获取地表微量形变。通过与其他观测技术结合，理论上D-InSAR可以得到mm级的地表形变精度，应用中由于各环节的误差，其精度可达到cm级。

• ENVI SARscape 雷达图像处理简介

高级雷达图像处理模块ENVI SARscape，提供全方位的SAR数据处理能力，是进行雷达数据处理和分析的专业雷达处理软件，除了读取、处理、分析和输出SAR数据之外，还可将从雷达数据提取的信息与光学遥感数据、地理信息集成在一起。
由以下六个模块组成：

• SARscape核心模块（BASIC & InSAR Bundle）—— 提供完整的雷达处理功能，包括基本SAR数据的数据导入、多视、几何校正、辐射校正、去噪、地理编码、RAW数据镶嵌、线状地物探测、特征提取等一系列基本处理功能；支持InSAR和多个通道DInSAR图像，生成干涉图像、相干图像、地面断层图、DEM等。包括SLC像对交叠判断、大气校正、干涉连贯性统计、多普勒滤波、脉冲调节、干涉图像生成、多孔径干涉、单列干涉图生成、形变模型等。
• 聚焦扩展模块（Focusing Module）—— 扩展了基础模块的聚焦功能，采用经过优化的聚焦算法，能够充分利用处理器的性能实现数据快速聚焦处理，支持聚焦前对RAW数据的镶嵌，直接输出SLC数据。
• 滤波扩展模块（Filter Module）——提供基于Gamma/Gaussian 分布式模型的滤波核，能够最大程度地去除斑点噪声，同时保留雷达图像的纹理属性和空间分辨率信息。
• 扫描式干涉雷达处理扩展模块（ScanSAR Interferometry Module）——支持ASAR扫描模式数据的干涉处理。
• 极化雷达处理扩展模块（Polarimetery & PollnSAR Module）——对极化SAR和极化干涉SAR数据的处理。
• 干涉叠加扩展模块（Interferometry Stacking Module）——可用永久散射体（PS）方法和短基线集（SBAS）的方法进行多时相雷达数据的干涉分析，可以获取mm级的形变信息。

文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0100qhfz.html