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T∕CAGHP 013-2018 地质灾害InSAR监测技术指南（试行）.pdf4.3.1.1应分析地质灾害特征和监测条件，比较各种变形监测方法的优缺点，充分了解InSAR技 术对拟监测对象的适用性，提出采用InSAR技术的依据，参考附录A。 4.3.1.2应根据地质条件及SAR数据源，在工作之初明确地质灾害InSAR监测拟获取的变形信 息（如：覆盖区域、变形量、位移方向、变形范围、变形速率等）、达到的精度、成果的表达形式、最终要 解决的问题等，使其与工作目标、数据条件和成本相匹配。
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4.3.2.1应收集监测区SAR数据存档信息，监测区在轨SAR数据参数、在轨状况和编程定制规 则，监测区光学遥感图像，监测区域数字地形图和DEM。 4.3.2.2应搜集监测区地质灾害调查和已有监测成果资料，监测区地层岩性与活动断裂，监测区及 周边的地震、降水、人类工程活动情况等资料
4.3.3地质背景分析
4.3.3.1应根据搜集到的各类资料GB/T 4324.26-2012 钨化学分析方法 第26部分：氮量的测定 脉冲加热惰气熔融-热导法和奈氏试剂分光光度法，分析地质灾害形成条件和SAR成像特点，为InSAR监测数据 选取、处理方法、参数确定和监测结果地质分析提供参考依据。 4.3.3.2地质背景分析应考虑地质灾害的类型、时空发育特征、发育阶段、灾害发生的时间段、灾害 体的变形梯度、地形、植被、气候、地层岩性、地震和活动构造、SAR数据干涉条件、人类工程活动等 因素。
4.3.4技术设计书编写
4.3.4.1开展地质灾害InSAR监测之前，应编制独立的技术设计书。
.4.2技术设计书应包括下列内容： 任务来源及目的、意义。 b) 监测区地质背景及InSAR技术适用性分析。 c) SAR数据选择及数据处理方法。 d) 监测数据精度要求与质量控制措施。 e) 监测结果验证方式和方法。 f) 地质灾害区域发育规律和地质稳定性分析方法。 g) 人员组成、任务分工及工作进度安排。 h) 预期提交成果。 i) 成果资料检查验收方案。 j) 监测工作部署图。
4.4.1InSAR监测类型及对应的数据要求
InSAR监测精度按从低到高可分为4个级别，与之对应的SAR数据空间分辨率、数据类型、数 据量及精度宜满足下列规定： a）灾害集中区发现（Discovery)：分辨率优于40.0m，以扫描模式SAR(ScanSAR)数据模式或 递进地形扫描SAR(TOPSAR)数据模式为主，所需景数不少于2景，分米级至米级精度。 b） 灾害空间分布探测（Detection）：分辨率优于20.0m，以条带模式（Strip）为主，所需景数不 少于2景，厘米级至分米级精度。 c） 灾害变形规律识别（Recognition）：分辨率优于15.0m，以聚束模式（Spot）和条带模式 (Strip）为主，所需景数不少于8景/a，毫米级精度。 d）灾害发育特征确认（Identification)：分辨率优于5.0m，以凝视模式（StaringSpot)和聚束模
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式（Spot)为主，所需景数不少于20景/a，总数不少于40景，亚毫米级精度
4.4.2SAR数据选取基本原则
4.4.2.1应根据监测目的和监测对象特点，结合监测区SAR数据接收情况，获取存档数据，编程定 制工作周期内的SAR数据，现有可供选择的主要星载数据源详见附录C。 4.4.2.2SAR数据选择具体考虑的因素有：灾害体变形量值、位移方向、地表变化、地形坡度、空间 范围、时序特征以及所需监测精度、监测时间长度和监测模式等。 4.4.2.3应根据监测区内最大变形量和变形梯度公式（1)换算工作区内所需SAR数据的数量、数 据幅宽、波长、重访周期、分辨率、成像模式（聚束、条带、扫描）等参数。
式中： dax——相邻监测点间年最大变形量； N—雷达在一年内最大的重复次数 入一雷达波长
(NT ............
4.4.2.4当区内最大变形量超过理论最大变形梯度时，可考虑更换数据类型，采用增大雷达波长 缩短重访周期、增加像元空间分辨率等方式。 4.4.2.5当预订顺轨方向同一期的SAR数据2景及以上时，宜选择长条带数据；如果按照单景定 制，同期相邻两景影像重叠度应超过15%影像长度，跨轨数据相邻两景影像间重叠度应超过15%影 像幅宽。 4.4.2.6生成优于10mm监测精度成果，SAR数据量宜不少于8景/a，生成非线性变形监测成果， 数据量宜不少于16景/a。 4.4.2.7以1：10万比例尺图件表达InSAR变形成果宜采用分辨率优于15m的SAR数据，以 1：25万比例尺图件表达InSAR变形成果宜采用分辨率优于30m的SAR数据。 4.4.2.8雷达波入射角的选择，以雷达视线向与最大位移方向夹角最小为优，尽量避免山体阴影、 叠掩、透视收缩等成像扭曲现象。 4.4.2.9首选同极化SAR数据.次选交叉极化SAR数据
9首选同极化SAR数据，次选交叉极化SA
4.4.3辅助数据选择
4.4.3.1进行数据处理前，应选择适当的辅助数据，主要包括InSAR数据处理所需要的DEM、成 果底图、部分SAR卫星精密轨道 4.4.3.2DEM数据应满足以下要求： a）宜选择分辨率优于SAR影像分辨率的DEM数据，在不能获取高分辨率DEM的地区可使 用SRTMDEM等中低分辨率数据。 b DEM数据在空间上应保持一致，无跳变和空洞，如发生质量问题，当面积不超过20%时宜 用其他数据补充，当面积超过20%时宜更换数据。 c）选用的DEM比例尺应不低于InSAR监测成果比例尺。 d）DEM数据的现势性应与SAR数据时相接近。 4.4.3.3可将地形图中高程点和等高线转换成DEM数据用于InSAR处理，其平面精度和高程精 度换算关系参考《地面沉降InSAR监测规范》(DD2014一11)。
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或几种，应满足： a） 首选SAR强度影像作为中等比例尺成果底图，以不小于1：10万比例尺表达成果时宜选 用高分辨率的光学遥感影像作为底图。 b）光学影像数据宜选用云层覆盖量小于20%、数据缺失不超过5%，且辐射校正后的数据。
.6.1.1数据处理结果精度的内符合评估宜采
a) 变形量或变形速率直方图。 b) 空间分布状态。 c) 空间离群值查找。 d) 半变异函数/协方差分析。 e) 变形年速率中误差的大小。 f 将不同SAR数据、不同处理方法的结果投影到同一方向进行交叉检验。 6.1.2各灾种InSAR数据处理结果的内符合精度应符合附录D的要求。
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4.7.1质量过程控制
质量控制应贯穿地质灾害InSAR监测工作全过程，包括下列内容： 地质灾害InSAR监测方案设计审查。 b） 数据处理过程文件汇交备查。 数据处理结果精度评估。 地质分析结果野外抽查。 e）地质灾害InSAR监测成果评审
4.7.2数据处理质量控制
4.8.1区域地质灾害及单个灾害体InSAR监测结果应与地质调查、测绘和勘查成果对比分析，进 行可靠性验证。 4.8.2应根据地质灾害的位置、规模、影响因素、灾害前兆、灾害区的工程地质和水文地质条件以及 稳定性验算结果等综合判定，并分析发展趋势和危害程度。 4.8.3综合分析的要素宜包括区域地质灾害的发育分布、活动构造、地层岩性、地形坡度和坡向、浅 表层地下水分布和开采情况、工程活动等。 4.8.4综合分析方法宜采用彩色渣染、动态显示、空间分析、剖面线分析、等值线分析、变形面积统 计等技术。 4.8.5监测结果分析过程中应注意：InSAR位移速率主要反映垂直变形及部分近东西向变形，对南 北向变形不敏感；大气与轨道误差导致的趋势性变形误差，勿与构造变形误差混淆。
R监测工作结束后，应编制专门的成果报告和
点应在整景影像上均匀分布。 c）所有配准影像裁剪后的公共区域应大于或等 十的监测工作范围，如有缺失应及时补充数 d）选择配准影像中的公共区域作 拍高蓝国的应城
5.1.2.3DEM与SAR影像配准和裁剪
将DEM与选好的主影像进行配准，并将DEM范围裁剪成与主影像范围一致，具体步骤应符合 如下规定： a）应对DEM采样成与主影像一致的分辨率。 b）将DEM与主影像进行配准，配准精度应优于0.5个像元。 依据配准关系式，计算生成DEM坐标系到SAR影像坐标系的转换查找表。 d 依据转换查找表，利用多项式拟合算法，将DEM转换到SAR影像坐标系，生成影像坐标系 下的DEM
5. 1.2.4干涉相位计算
对已配准主、辅影像进行前置滤波，并计算生成干涉图，具体步骤应符合如下规定： a）前置滤波。在频率域，截取主、辅影像的公共频带进行前置滤波，生成滤波后的主、辅影像。 b）干涉相位计算。对已经过前置滤波的主、辅影像像元对进行复共轭相乘，生成干涉相位值， 逐像元计算生成干涉图
5. 1. 2. 5 相于系数计算
依据相干系数计算公式，对经过滤波的主、辅影像差分干涉像元，选择窗口大小，逐像元计 系数，生成相干图
5.1.3差分干涉计算
5.1.3.1平地与地形相位去除
；利用配准后的DEM，计算地形相位 涉相位中去除平地和地形相位，生成表 生成差分于涉图
5.1.3.2差分干涉图滤波
5.1.3.3相位解缠
对相位缠绕的差分十涉图进行解缠，具体步骤应符合如下规定： 宜采用空间域二维相位解缠方法，主要包括枝切法、最小费用流法等。 b) 干涉图整体相干性较低时，宜采用基于不规则格网的最小费用流法，依据相干图对相干系 数大于0.4的像元进行相位解缠。 C) 干涉图整体相干性较高时，宜采用枝切法进行相位解缠。对于不连续的“孤岛”区域，可采 用手动连接方式设定枝切线，连接解缠区域。 d) 目视检查解缠结果质量。解缠后相位图的幅度值是否连续、有无跳变存在；无解缠结果区 域是否为低相干区域，水体、阴影区、叠掩区等不合理地区是否在计算差分干涉步骤中被掩 膜，且不被计算。
5.2.2.5PS点目标选取
对时间序列干涉图集的像元进行PS点目标筛选。具体步骤应符合如下规定： a）PS点目标识别。SAR数据PS点目标的识别宜采用幅度离差指数法、信噪比法等方法 结合监测区地物类型，宜选择一种或多种方法，以提高PS点目标识别的准确性。 b） PS点目标干涉相位序列生成。将满足上述条件要求的点目标从干涉图集中提取出来，生 成PS点目标的干涉相位序列
5.2.3差分于涉计算
6.2.3.1平地和地形相位去除。对由PS点目标组成的干涉图，进行平地和地形相位的去除 步骤应符合5.1.3.1的规定
步骤应符合5.1.3.1的规定。 .2.3.2空间基线改正。目视检查每景差分干涉图，若含有残余干涉条纹超过半个波长，计算空间 基线残余相位并去除。具体步骤应符合下列规定： a） 利用二次曲面模型对差分干涉图进行空间基线粗估计，得到空间基线的粗估计相位；再利 用差分干涉图中差分相位减去粗估计相位，得到残余相位。 b） 利用快速傅立叶变换对残余相位进行估计，得到残余基线相位。 C 将步骤a)中空间基线粗估计相位加上步骤b)中的残余基线相位，得到改正的空间基线 相位。 d）利用改正的空间基线相位，对5.2.3.1中的平地相位去除残余平地相位，计算得到改正后 的平地相位和干涉图集
5.2.4时间/空间域变形估算
C 对所有配准好的干涉像对，按时间和空间基线限制条件，选择像对组合。逐像元计算干涉 相位，生成时间序列干涉图集。 5.3.2.3将DEM与配准参考影像进行配准，将DEM范围裁剪成与配准参考影像一致区域。具体 步骤应符合5.1.2.3的规定。 5.3.2.4将所有主、辅影像前置滤波，计算干涉相位，生成干涉图。具体步骤见5.1.2.4。 5.3.2.5相干系数计算。具体步骤见5.1.2.5 5.3.2.6相干点目标选取。对时间序列干涉图集的像元进行相干点目标的筛选，具体步骤应符合 下列规定： a 相点目标选取。相干点自标的识别可采用5.2.2.5中的PS点目标筛选方法，也可根据 时间序列相干系数统计值选取。 b 相干点目标干涉相位序列生成。将满足上述条件要求的辅影像与主影像进行相位干涉处 理，提取相干点目标的干涉相位序列图
5.3.3差分于涉计算
5.3.3.1平地和地形相位去除的具体步骤应符合5.1.3.1的规定 5.3.3.2差分干涉图滤波的具体步骤应符合5.1.3.2的规定。 5.3.3.3相位解缠的具体步骤应符合5.1.3.3的规定。
5.3.4时间/空间域变形估算
对干涉图的差分干涉相位应进行时间域的线性变形相位估计，如有特殊要求，还应进行非线性 变形相位估计，去除大气、噪声等残余相位，得到点目标的时间序列变形相位。计算步骤应符合下列 规定： a） 相邻点间参数估计方法应符合5.2.4a)的规定。 b） 线性变形相位和残余高程计算方法应符合5.2.4b)的规定。 c 残余相位低通滤波。从差分干涉相位中减去步骤a)中两项相位分量后得到残余相位，对残 余相位进行空间域低通滤波得到滤波后的残余相位。 d 奇异值分解处理。根据短基线像对组合关系，对步骤b)得到的滤波后残余相位进行奇异 值分解（SVD)处理，求解每个影像对应时刻的大气相位和非线性变形相位。 e） 大气相位和非线性变形相位计算。对奇异值分解得到的大气相位和非线性变形相位进行 空间域高通滤波，得到大气相位，并对滤波后的相位序列进行时域低通滤波，得到非线性变 形相位。 f）时间序列变形相位计算。将步骤b)中线性变形相位和步骤e)中非线性变形相位相加，结合 时间基线参数，得到每个相十点目标的时间序列变形相位
InSAR技术数据处理的基本流程如图4所示。
a）CR基准点应固定在稳定且易长期保护的区域，基座和拉线亦应保持长
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5.5.2.4应根据预估的地表变形量和影像分辨率合理设定偏移匹配窗口大小和计算步长。
5.5.4.1应将偏移像素值转换成以“米”为单位的距离向变形量、方位向变形量和地表变形量，用于 准确性评估和质量控制 5.5.4.2基于先验知识，判定相干性和准确性达不到质量控制要求的，应重新设定匹配窗口和计算 步长，再次计算。
5.6其他InSAR方法
5.7. 1 变形量计算
5.7.1.1视线向变形量计算
依据雷达波长参数，将解缠相位换算为视线向（LOS)变形量△r。 .2视线向变形量垂直向转换 依据雷达入射角，将LOS变形量Ar转换为垂直向变形量d，
依据雷达波长参数，将解缠相位换算为视线向（LOS)变形量△r。 5.7.1.2视线向变形量垂直向转换
5.7.1.3视线向变形量水平向转换
依据雷达入射角，将LOS变形量△r转换为水平向变形量d2：
5. 7.2 地理编码
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可利用DEM产品进行地理编码，具体步骤应符合下列规定： a）利用建立的坐标系查找表，完成监测成果由SAR影像坐标系到大地坐标系的变换，即对监 测成果变形量进行地理编码。 b）集合所有地理编码后的点目标，将变形量的时间单位换算成年，生成年度变形速率，逐像元 计算生成地质灾害体速率图
5.7.3变形速率基准修正
地理编码后点目标的灾害体变形速率应利用GPS、全站仪、水准等地面高精度控制点数据修正 基准，具体步骤应符合下列规定： 以同期地面测量结果作为基准参考，在临近点上计算点目标变形量与实测量之间差值的平 均值，即与实测变形量之间存在的整体偏差值 b）将上一步得到的整体偏差值加人每个点目标的变形值，修正因参考点不统一产生的InSAR 结果变形量的整体偏差，完成基准修正，
式中： Viadl 水准变形量；
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6.1.1监测对象的变形特征
）滑坡监测分为区域滑坡识别和单体变形特征监测。 ）区域滑坡识别内容包括滑坡位置、规模、数量、与背景环境的速度差值、灾害发育程度等。 单体滑坡监测内容包括滑坡范围、滑坡变形量、滑坡不同部位的变形差异、滑坡变形发展过 滑坡成因机制与稳定性
a）用于区域滑坡识别的SAR数据宜首选存档时间长的数据，用于单体变形监测的SAR数据 宜首选波段长、观测频度高的数据。 SAR数据分辨率宜优于滑坡长度和宽度二者小值的10%。 滑坡监测的SAR人射角水平方位以顺滑动方向为最佳，逆滑动方向次之，宜避免垂直滑动 方向。
6.2.2方法选择及适用性
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植微复量 强雷达波反射效果，CR角反射器宣沿滑 坡方向布设两排以上，每排不少于3个，以便于对比验证
6.4数据处理结果验证
数据处理结果验证宜采用下列方式： a）采用变形年速率中误差进行监测精度评定。 b） 将不同SAR数据、不同处理方法的结果进行交叉检验。 c）根据高精度DEM进行形态分析，叠加显示严重变形区的滑坡部位
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d）采用分辨率优于3m的遥感影像解译滑坡拉裂缝、后缘陡坎、前缘鼓胀等地质特征与变形 量的对应关系。 e） 野外实地调查坡体变形特征和其上的建（构）筑物变形破坏情况。 采用GPS观测点等高精度地面观测数据对InSAR变形监测结果进行验证
6.5监测结果综合分析
6.5.1滑坡综合识别
以变形的空间分布和量值为主要依据，辅助坡体形态、高程、坡度、植被类型、岩土体性质、居民 点分布，采用层次分析法综合识别划分出变形滑坡
TCSEA 9-2019 氯化钾无氰镀镉技术条件6.5.2单体滑坡危险性分析
a）监测对象主要为潜在崩塌体或危岩体。 b） 监测对象坡度陡，面积小，三维几何特性明显。 位移方向以整体下沉和倾向坡外为主。 d）变形范围无明确形状，SAR雷达波反射复杂
a）崩塌监测分为区域崩塌识别和单体的变形特征监测。 b） 区域崩塌识别内容包括崩塌（危岩体）的位置、分布、灾害发育程度。 单体崩塌监测内容包括崩塌（危岩体）的范围、变形量、位移方向、崩塌变形发展过程和发展 趋势、基于变形特征分析崩塌稳定性
Z.2.1.1SAR数据要求
首选面向危岩面、大人射角（入射角大于35°）的高分辨率SAR数据，其中面向危岩面、高分 辨率、大人射角依次为重要条件
b)SAR数据 选条带模式，不宜采用扫描模式数据。 c）波段长短依变形体表层植 而定，首选高频中短波长SAR数据。 d）数据空间分辨率应优
GB/T 39066-2020 楼宇经济术语7.2. 1.2辅助数据要求
a）优于SAR空间分辨率的DEM数据。 b） 采用SAR卫星精密轨道数据。 应获取或估计前期的危岩体变形数据，作为监测参考。 d）宜获取调查区域地面控制点坐标信息。