SAR总结

1.星载InSAR技术简介

　　星载合成孔径雷达干涉测量（InSAR）是一种用于大地测量和遥感的雷达技术。InSAR使用两个或多个SAR图像，利用返回卫星的波的相位差来计算目标地区的地形、地貌以及表面的微小变化，该技术可以潜在地测量n天到n年跨度的毫米级变形。

　　与可见光或红外光不同，雷达波可以穿透大多数云、雾和烟对地表物体进行观测，并在黑暗中也同样有效。因此，借助InSAR，即使在恶劣的天气和夜间，也可以监测地表的变形。此外，InSAR的全天候、全天时、高分辨率、高精度、范围广等优点，不仅对可见光、近红外被动遥感技术具有很好的补充作用，而且在提取数字高程模型、制图、监测地表形变等方面具有广阔的前景。

常用的星载SAR及InSAR卫星系统参数

SAR 、InSAR、D-InSAR的区别:

　　SAR

　　　　合成孔径雷达技术是干涉雷达和差分干涉雷达技术的基础，而干涉雷达和差分干涉雷达技术则是合成孔径雷达技术的应用延伸和扩展。

　　InSAR　

　　干涉雷达测量技术（INSAR)是以同一地区的两张SAR图像为基本处理数据，通过求取两幅SAR图像的相位差，获取干涉图像，然后经相位解缠，从干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测新技术。

　　D-InSAR　

　　差分干涉雷达测量技术（D-INSAR）是指利用同一地区的两幅干涉图像，其中一幅是通过形变事件前的两幅SAR获取的干涉图像，另一幅是通过形变事件前后两幅SAR图像获取的干涉图像，然后通过两幅干涉图差分处理（除去地球曲面、地形起伏影响）来获取地表微量形变的测量技术。

2.InSAR技术相关原理

　　将在不同时间从同一区域的相位位置获取两个雷达图像进行比较，可以测量地面朝向或远离卫星的任何运动，并将这些变形运动表达为雷达干涉图，从干涉图里得出两幅雷达图像在相隔的时间间隔内地形表面移动多少。

　　微波被反射后，卫星接收目标反射的回波，可以得到同一目标区域成像的SAR复图像对，若复图相对之间存在相干条件，则SAR复图像对共轭相乘可以得到干涉图。根据干涉图的相位值，得到两次成像中的微波相位差，从而计算出目标区域地区的地形、地貌以及表面的微小变化。

　　为了生产干涉图，可以利用雷达向目标区域发射微波，微波被地面反射，会记录下两个信息：振幅和相位，振幅是返回信号的强度，受表面物理特性的影响。从卫星到地面再返回的往返距离以雷达波长为单位进行测量，收集到的两幅雷达图像之间的距离变化表现为相位差。干涉图是两幅SAR图像相减的结果，这个过程为差分InSAR（D-InSAR）。

　　相位测量对测量变形非常重要，如果地形表面因为一些因素发生沉降，则发射的雷达信号必须要传播更远的距离才能到达地面，这些雷达波的变形部分被记录下来，就是相位差。

3.InSAR技术应用

　　雷达卫星图像并不仅仅是一张黑白图像，而且还包含着相位信息以及其他丰富的信息；比如说：雷达卫星可以用于探测空气以及土壤的含水量，而长波雷达卫星因为波长优势能够打入地下（沙漠地带可到地下20米深，城市硬化路面可到地下5米深）可以探索地下水系、城市自来水探涌等方面。

　　由于SAR技术具有全天时全天候的观测能力，除了广泛应用于恶劣天气和夜间成像观测外，还可以用来测量土壤湿度、雪被深度和地质构造等，非洲撒哈拉沙漠地下古河道的发现正是依赖于这个特殊能力。

　　星载InSAR技术因其范围广、精度高、全天候等技术优势，既能快速响应地震、火山等地质灾害，又能广泛应用于地表运动、冰川、滑坡、城市与矿区地面沉降和人工建筑物的稳定性等长期监测，使其在防灾、地质调查、工程建设、精确制图等方面的作用突出。

常见的应用：

1.生成中等至超高分辨率的数字高程模型

2.监测城市地表沉降

3.监测滑坡

4.辅助监督分类（地物提取）

4.InSAR基本流程

5.SAR图像的几何特性与图像特性

5.1几何特性

雷达图像是距离投影，几何特征上与光学影像（中心投影）有很大差异。

雷达图像压缩规律：

距离向

1.距离压缩是斜距成像的雷达影像在距离向呈图像压缩的几何失真现象。

2.入射角处处不相等，则距离向目标分辨率处处不同

3.靠近星下点的目标压缩现象严重，远离星下点的目标压缩现象较轻微。

4.山地必有几何变形。

方位向

固定的，取决于平台飞行速度和曝光时间。

地形起伏区域几何变形：

透视收缩：

当雷达波束照射到位于雷达天线同一侧的斜面时，雷达波束到达斜面顶部的斜距和到达底部的斜距之差要比斜面对应的地面距离小。

顶点位移：

　　当雷达波束到斜面顶部的时间比雷达波束到斜面底部的时间短时，顶部影像先记录，底部影像后记录，这种斜坡顶部影像和底部影像被颠倒显示的现象称顶点位移。

雷达阴影：

　　在斜坡的背部有一段雷达波束不能到达，因此地面上该部分没有回波返回到雷达天线，从而在图像上形成阴影。

5.2图像特征

SAR数据信息

　　SAR图像的每个像素不仅包含反映地表对雷达波束的反射强度，还包括与雷达斜距有关的相位值。因此，SAR数据由实部和虚部构成复数距。雷达波束的反射强度可以用振幅、强度或者功率表示，有相应的转换公式。SAR常以单视复数据（SLC）提供。

2.斑点噪声

　　　　SAR是想干系统，斑点噪声是其固有特性。