基于InSAR技术的地壳形变监测规范

ICS35.240.70

CCSA77

中华人民共和国国家标准

GB/TXXXXX—XXXX

`

基于InSAR技术的地壳形变监测规范

SpecificationforcrustaldeformationmonitoringbasedonInSARtechnology

(点击此处添加与国际标准一致性程度的标识)

（征求意见稿）

（本草案完成时间：20220117）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

GB/TXXXXX—XXXX

目次

前言..........................................................................III

引言...........................................................................IV

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语、定义和缩略语..................................................................1

术语和定义......................................................................1

缩略语..........................................................................3

4通则................................................................................4

5数据资料准备和可行性分析............................................................4

基础数据资料收集................................................................4

SAR数据像对获取及InSAR形变监测的可行性分析.....................................4

6InSAR处理与形变获取.................................................................4

差分D-InSAR处理方法选择........................................................4

2次差分InSAR处理...............................................................5

时序InSAR处理..................................................................9

差分InSAR形变计算起始点及处理参数推荐.........................................12

InSAR处理策略选择..............................................................14

7调查验证与质量检查控制.............................................................16

调查验证.......................................................................16

质量检查控制...................................................................17

8成果...............................................................................18

地壳形变监测成果的区域参考框架.................................................18

成果编制.......................................................................18

附录A（资料性）SAR干涉数据集选取要求.........................................20

A.1SAR数据模式....................................................................20

A.2不同等级数据格式...............................................................23

A.3技术要求.......................................................................24

A.4InSAR地表形变监测精度及适用区域条件............................................25

附录B（资料性）形变一张图编制（以中国地壳构造形变一张图为例）.................27

B.1编制背景.......................................................................27

B.2编制策略.......................................................................27

B.3数据选择.......................................................................27

B.4技术要点.......................................................................27

B.5结果分析与应用.................................................................27

附录C（资料性）监测报告模板...................................................28

I

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C.1文本规格.......................................................................28

C.2封面格式.......................................................................28

C.3封里内容.......................................................................28

附录D（资料性）图表格式.......................................................30

D.1地表形变监测成图格式示意图.....................................................30

D.2实例图.........................................................................30

D.3制图说明表.....................................................................31

参考文献.......................................................................32

II

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引言

近年来，国内外星载合成孔径雷达（SAR）数据资源逐渐丰富，合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）

在地壳形变监测工作中发挥了越来越重要的作用。目前，InSAR数据处理软件众多、处理流程不同、结

果可靠性各异，缺少统一的评估指标；此外，对于参与处理的许多非InSAR处理专业人员，亟需数据处

理方法规范性的指导。

为规范基于InSAR技术的地壳形变监测工作，依据国内外星载InSAR技术发展及地壳形变监测技术发

展现状，对数据处理方法、数据和成果质量指标、成果编制及应用等各个技术环节进行梳理与规范，特

制定本标准。

IV

GB/TXXXXX—XXXX

基于InSAR技术的地壳形变监测规范

1范围

本文件规定了利用InSAR技术开展地壳形变监测的通则，包括基础数据资料准备、干涉像对选取策

略、差分InSAR形变处理、时序InSAR形变处理、地壳形变分析以及成果编制等。

本文件适用于利用星载SAR数据开展地震形变监测、活动断层形变监测、火山形变监测等工作，利

用其它类型SAR数据或开展地质灾害形变监测等类似工作可参考使用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T32874-2016机载InSAR系统测制1:100001:500003D产品技术规程

3术语、定义和缩略语

术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1

地壳形变CrustalDeformation

在地球内力与外力的作用下，地壳几何形态产生的变化。

[来源：GB/T18207.2-2005，4.4.1]

3.1.2

同震形变Co-seismicDeformation

地震断层破裂引起的地表形变。

3.1.3

合成孔径雷达SyntheticApertureRadar；SAR

对雷达获取的线性调频回波信号，利用匹配滤波技术进行处理，实现高分辨率对地成像。

注：具有全天时、全天候、高分辨、大幅宽等多种特点。

3.1.4

视线向LineofSight；LOS

雷达传感器发射的电磁波照射地面的方向。

3.1.5

单视复数图像Single-lookComplexImage；SLC

未作多视处理的复数形式的SAR图像。

[来源：GB/T32874-2016，3.1.8]

3.1.6

1

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主影像MasterImage（或PrimaryImage）

在2幅SLC图像进行像元配准时，作为参照配准的图像。

3.1.7

辅影像SlaveImage（或SecondaryImage）

在2幅SLC图像进行像元配准时，参照主图像进行配准的图像。

3.1.8

空间基线SpatialBaseline

对同一目标进行两次SAR成像时，雷达天线相位中心间的空间距离。

3.1.9

垂直基线PerpendicularBaseline

空间基线在垂直于视线向的平面上的投影分量长度。

3.1.10

时间基线TemporalBaseline

用于生成干涉图的两幅SAR图像的获取时间间隔。

3.1.11

配准Co-registering

不同干涉图像进行像元同名点匹配的过程，以保证干涉像对同名像元点准确对应同一地物点。

[来源：GB/T32874-2016，3.1.9修改]

3.1.12

平地相位FlatEarthPhase

在无高程起伏的情况下因斜距变化而产生的干涉相位。

[来源：GB/T32874-2016，3.1.13修改]

注：观测高度无变化的水平地表，其干涉相位随水平地面距离的改变而改变，在干涉相位图中表现出干涉条纹。

3.1.13

合成孔径雷达干涉测量InterferometricSyntheticApertureRadar（InSAR）

对同一地区的不同SAR图像进行干涉处理，得到图像间的相位差，以获取该区域高程或形变信息的

技术。

[来源：GB/T32874-2016，3.1.1修改]

3.1.14

干涉图Interferogram

干涉相位的二维分布图，一般表现为条纹状。

[来源：GB/T32874-2016，3.1.12]

3.1.15

相干系数CoherenceCoefficient

取值为两幅SAR图像配准区域的相关系数，用于衡量两幅SAR数据对应像素间相关程度和干涉图的

质量。

[来源：GB/T32874-2016，3.1.10]

3.1.16

相位解缠PhaseUnwrapping

将相位由主值（模为2π），恢复为全值的过程。

[来源：GB/T32874-2016，3.1.14]

2

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3.1.17

差分干涉测量DifferentialInterferometricSyntheticApertureRadar；D-InSAR

对同一地区的不同时相SAR图像进行处理，得到图像间的相位差，并去除因地形、平地、大气等非

地面形变造成的相位贡献，获取地表形变的过程。

3.1.18

时间序列SAR图像TimeseriesSARimages

同一颗或编队SAR卫星对同一地区以相同的拍摄模式、入射角和极化方式获取的多次重复观察雷达

图像。

3.1.19

永久散射体SAR干涉测量PersistentScattererInSAR；PS-InSAR

通过对在较长时间和较大空间基线，甚至超过临界基线情况下，仍能保持较高相干性稳定点目标的

永久散射体进行干涉处理，并去除大气、高程误差等影响，获得永久散射体时序形变的技术。

3.1.20

堆叠SAR干涉测量InSARStacking

将多幅差分干涉解缠相位进行配准和线性叠加，以获取观测目标形变的过程。

3.1.21

小基线集SAR干涉测量SmallBaselineSubsetInSAR；SBAS-InSAR

对同一范围长时序SAR图像集，设定较短时空基线阈值以确保相干性，形成一组/多组高相干性干涉

像对集，处理所有干涉像对得到解缠相位，利用最小二乘或奇异值分解估算出形变序列，并去除大气、

高程误差等的影响，得到长时序地表形变信息。

3.1.22

分布式散射体干涉测量DistributedScatterersInSAR；DS-InSAR

对分布式散射体进行时序干涉处理，得到长时序地表形变信息。

3.1.23

Okada弹性半空间位错模型Okadadislocationmodelinanelastichalf-space

通过弹性半空间的位错理论，获取点源和矩形源位错的封闭解析解。

3.1.24

Mogi均匀弹性半空间的点源模型Mogipointsourcemodelinanelastichalf-space

将岩浆压力源置于均匀弹性半空间中,在源的半径远小于源的深度时,由于膨胀性或收缩性压力源

引起的弹性半空间地表的水平变形和垂直变形与源的参数之间的表达式。

3.1.25

像素偏移量跟踪PixelOffsettracking

通过互相关算法估算两幅SAR图像间同名点的相对偏移量。

3.1.26

多孔径InSARMultipleapertureInSAR，MAI

将每幅用于干涉的SAR图像，在成像中或者成像后通过带通滤波，分成斜视角或者视线向不同的前

视和后视图像，分别用前视和后视图像对生成前视和后视干涉图，由于沿飞行方向的形变在前视和后视

干涉图中的投影分量不同，依据前视和后视干涉图测量，获取沿飞行方向的形变量。

缩略语

下列缩略语适用于本文件。

3

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DEM：数字高程模型(DigitalElevationModel)

GNSS：全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatelliteSystem)

SLC：单视复图像(Single-LookCompleximage)

SRTM：航天飞机机载干涉雷达测地任务(ShuttleRadarTopographyMission)

4通则

利用星载SAR数据和InSAR技术测量地壳形变的主要内容和工作流程为：

a)数据资料准备和可行性分析；

b)InSAR处理与形变获取；

c)调查验证与质量检查控制；

d)成果编制。

5数据资料准备和可行性分析

基础数据资料收集

a)DEM：与SAR图像空间分辨率相当的DEM；

b)测绘资料：精密水准监测点、GNSS站点等观测资料；

c)基础地理：比例尺为1:10000到1:50000地形图、交通图、数字地图、土地覆盖/利用图等；

高分辨率光学遥感图像；

d)地质资料：地质图、活动构造图、历史地震资料、地球物理资料（重磁资料）等；

e)水文资料：地下水位（如测井资料）；

f)气象资料：地面气象站点观测资料、卫星影像及衍生产品（如云覆盖、降水数据等）；

g)其它资料：采矿等人为活动等资料。

以上资料可根据任务不同有所选择。

SAR数据像对获取及InSAR形变监测的可行性分析

a)应说明SAR数据像对获取要求（参见附录A）；

b)应说明SAR数据像对存档情况；

c)应分析形变可测量情况；

d)应初步设计处理策略，并说明技术实现的可能性；

e)应初步确定实际工作量及安排的保障措施；

f)应说明考核指标、成果要求落实情况；

g)应初步规划成果资料上交的内容和要求；

h)应初步制定质量保证措施和要求；

i)应初步设计进度安排；

j)制定初步的经费预算。

6InSAR处理与形变获取

差分InSAR处理方法选择

4

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差分InSAR处理方法主要包括2次差分方法和时序分析方法。当地面形变量较大（如同震形变），应

选择2次差分InSAR方法处理；当地面形变量较小，且积累SAR数据较多时，可采用时序差分InSAR方法处

理。

2次差分InSAR处理

6.2.1工作流程

这里主要涉及到传统的差分InSAR处理方法。

工作流程包括数据预处理、成像、图像偏移估算、辅图像重采样、干涉图生成、去除平地和地形相

位、相干性计算、干涉图滤波、相位解缠、地理编码等(见图1)。

6.2.2SAR数据预处理和成像

每幅SAR原始数据经过成像，生成SLC单视复数图像，用于后续干涉处理。

高精度成像方法主要有距离-多普勒算法（Range-DopplerAlgorithm，RDA）、频调变标算法（Chirp

ScalingAlgorithm，CSA）、波数域算法（ω-kAlgorithm,ωkA）等。

6.2.3影像配准

常用SAR图像配准方法有互相关方法、利用DEM和卫星轨道数据几何方法和谱分集（spectral

diversity）方法。

通常情况下配准精度应该达到1/10个像元，否则干涉图相干性会受明显影响，山区因陡峭地形可能

会出现较大的配准误差。近年来的新型数据获取模式因其独特信号特征，可能需要更高的配准精度，否

则干涉图中会有较大相位误差，如Sentinel-1的TOPS(TerrainObservationbyProgressiveScans)

模式的方位向配准精度要求达到1/1000个像元。

图像配准质量评价指标如下：

a)两幅SLC匹配窗口的相关系数，按公式（1）计算：

∗

⟨푐1⋅푐2⟩(1)

휌=22········································································

√⟨|푐1|⟩⋅⟨|푐2|⟩

式中：

푐1、푐2——表示两幅复图像；

∗——表示复共轭；

⟨⟩——表示数学期望；

휌——表示复相关系数，值域在[0,1]之间。其值大小即可作为匹配质量的评价标准，值越

大说明配准质量越高。

b)其它指标：

1)间接利用残差点衡量干涉复图像配准质量；

2)利用外业实测或地形图均匀分布的控制点进行精度复核，每幅地形图上控制点的数量不

少于10个；

3)选择高精度的配准和插值算法，配准完成后生成相干系数图、方位向视差图和距离向视差

图。如果生成的相干系数图较亮，纹理分明，说明配准较好。

5

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图1干涉处理流程图

6.2.4辅影像重采样

基于精匹配确定的仿射变换，将辅图像重采样至主图像相同的格网。

6.2.5原始干涉图生成

a)图像预滤波

在生成原始干涉图之前宜对原始SLC图像进行预滤波。预滤波包括距离向和方位向滤波，分别

去除垂直基线和斜视角不同带来的频谱不重叠。

b)原始干涉图生成方法

两幅精确配准复数图像对应像元复数值共轭相乘，得到原始干涉图像，按公式（2）计算：

퐼=푠∙푠∗

12····························································(2)

=|푠1|∙|푠2|푒푥푝[푗(휓1−휓2)]

式中：

∗——共轭；

휓1、휓2——푠1和푠2的相位值；

퐼——原始干涉相位图，简称干涉图，为复图像。

6

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j——虚数单位，푗=√−1。注：复数是包含实部x和虚部y的数，如퐼=푥+푗푦。依据欧拉定

푦

理，复数也可以表示为퐼=√푥2+푦2exp[푗(푎푡푎푛)]。

푥

c)图像相干性计算

按照公式（3）计算各个像元的相干系数，得到干涉图的相干性：

∗

|퐸(푆1⋅푆2)|(3)

훾=22·····································································

√퐸{|푆1|}⋅퐸{|푆2|}

式中：

퐸{}——数学期望；

훾——正实数，取值范围为[0,1]，反映两幅SAR图像目标区域中各点相位的相关性。

相干性计算一般应该放在去除地形相位之后，地形相位会影响它的估计。

d)干涉图相位质量评价

一般情况下，采用相干系数、相位导数方差或最大相位梯度评价相位数据质量。相干系数和相

位导数方差表示干涉图中各像元相位质量的高低，相干系数越大、相位导数（最大相位梯度）

方差越小，干涉图相位质量越高，反之亦然。

6.2.6基线估计

基线估计算法分成基于轨道参数、基于干涉图自身信息和基于外部信息，按照应用背景、所要求的

处理精度和算法复杂度等选择基线估计方法，具体要求见表1。

表1各种基线估计算法比较

算法名称适用范围精度

基于卫星轨道参数的基线估计无限制取决于星历数据精度

基于干涉图自身条纹率的基线估计适用于平坦地区较低

基于外部信息的基线估计成像区域有高精度DEM数据或地面控制点较高

6.2.7去平地效应（参考平面）

去平地效应是基于轨道参数消除干涉图像中相同高程上仍然存在距离向干涉相位，具体过程如下：

a)从SAR图像数据头信息中读取数据获取轨道位置，获得主图像和辅图像沿方位向各行的基线；

b)利用公式（4）计算四个顶点相位和方位向中间行的平地相位，然后采用公式（5）的二维多项

式拟合得到整幅图像各点的平地相位，将其转化为参考相位的复数形式；也可以直接利用公式

（4）计算整幅图像的二维平地相位。

4휋

휙=퐵············································································(4)

휆//

式中：

퐵//——平行基线距；

푑푖푖−푗푗

푓(푥,푦)=∑푖=0∑푗=0푎푖−푗푥푦··························································(5)

式中：

푎푖−푗——多项式系数；

d——多项式系数的阶，d=1,2,3；

7

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也可以直接计算二维平地相位。

(푥,푦)——点的位置。

c)利用（6）式，将主图像(푀)、从图像(푆)及参考相位复值（푅）进行复共轭相乘即得到去平地

效应后的相位。

퐼=푀⋅푆∗⋅푅∗·········································································(6)

6.2.8去地形效应获取去地形干涉图

即从原始干涉相位中去除地形相位。地形相位一般是由外部DEM数据，或用形变发生前的两幅SAR

图像干涉生成的DEM得到。具体步骤如下：

获取覆盖SAR影像区域的外部DEM数据，如：SRTMDEM，将DEM转换到SAR图像斜距/方位向坐

标系下，根据DEM数据和SAR卫星轨道参数计算参考相位值，在原始干涉图中减去模拟DEM对应的相

位，得到包含形变的相位，从而计算出SAR视线向去地形相位。如果工作区范围大，需检查高程异常。

6.2.9干涉图滤波

可采用如下滤波方法，对干涉图像进行滤波，去除噪声。常用滤波方法如下：

a)频率域滤波方法：带通滤波、低通滤波、Goldstein滤波等；

b)空间域滤波方法：Lee滤波、等值线滤波、中值滤波、均值滤波、圆周期滤波等；

c)其它滤波方法：方向滤波、小波变换滤波、自适应滤波等。

可使用残差点数目来衡量干涉图滤波效果，残差点密集的区域相位噪声大，反之则噪声小。

可采用相位保留的滤波方法，如常用的Goldstein滤波、高斯滤波等。

6.2.10相位解缠

利用相位解缠恢复干涉相位图中的相位主周期，具体方法分为路径跟踪相位解缠法和非路径跟踪

相位解缠法两大类，可参照表2选择解缠方法。真实相位按公式（7）计算：

Φ=ψ+2kπ·································································(7)

푖,푗i,j

式中：

휓푖,푗——干涉图的缠绕相位值，휓푖,푗∈(−휋,휋]ψ；

훷푖,푗——真实相位；

푘——整周期数。

表2常用相位解缠方法性能比较

方法类型优点不足之处

枝切法速度快，相干性好的区域准确性高相干性较差容易形成孤岛

最小二乘法结果较为平滑，不会出现孤岛误差扩散到整幅图像，解缠结果不具有一致性

网络流整体较准确效率较低

SNAPHU快、准需要的辅助信息多，算法对输入参数敏感

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方法类型优点不足之处

PUMA（PhaseUnwrappingMaximum准确对无InSAR背景人员不友好、内存需求量大

Flow）

深度学习快、准需构建合理训练数据集、GPU内存价格昂贵

注：相位解缠方法的选择性：a)高海拔冻土及冰川区等低相干性区域，应选择多基线解缠方法；b)湿地区域，可

以采用3组或3组以上的干涉图像进行多基线解算。

同震形变梯度较大时，可采用同震断层运动模型进行辅助解缠，即在位错理论下，利用同震断层运

动模型模拟地表形变，并将其从干涉图中扣除，再对残差相位进行解缠，降低大梯度形变导致的解缠错

误；也可使用模拟形变数据作为支持信息，结合整数最小二乘，求解连接孤立条纹的真实整数相位模糊

度。

利用残差点分布图、相位导数方差质量图对解缠区域的质量进行评价，并通过对解缠结果进行后续

一致性处理、解缠相位的反缠绕一致性检验等，减少相位解缠误差。

6.2.11形变图生成

将解缠后的形变相位值转换为形变量，以获得相对于参考起始点在视线方向的形变信息，进而依据

一定理论模型或借助其它测量值（如：GNSS数据）计算出垂向形变、水平形变。已知某个方向形变为主

的地区或特定目标，可以根据先验知识计算各方向形变量。

相位到形变量的转换公式为：

r·······································································(8)

4def

参考基准选择参见6.4.1，形变起始点计算参见6.4.2。

6.2.12形变图地理编码

建立地理编码查找表，即像元坐标与地理坐标的转换关系，包括正向编码（地理坐标系下的数据转

换到像元坐标系）和反向编码（像元坐标系下的结果转换到地理坐标系下）。

地理编码：基于地理编码正向查找表，对雷达象元坐标系下的形变图（或相位图、相干图等）进行

重采样，得到地理坐标系中的结果。

时序InSAR处理

6.3.1时序InSAR处理方法和流程

常见的时序InSAR方法有：PS-InSAR，SBAS-InSAR，以及结合两种方法或者两种方法处理对象的联

合处理方法。其中SBAS方法具体处理流程见图2。

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图2时序InSAR处理流程（以SBAS-InSAR为例）

SBAS-InSAR方法主要步骤包含数据预处理、差分干涉计算、时间及空间形变量估算、形变量计算等。

SBAS-InSAR技术流程概括如下：

a)将所有覆盖同一地区的SAR影像进行组合，形成若干个集合，集合内的SAR影像干涉基线距

小，子集间的基线距大；

b)处理获得所有可用的小基线干涉图；

c)基于最小形变速率标准，利用奇异值分解（SVD，SingularValueDecomposition）方法获得

最小形变速率。

时序分析中，最重要的处理步骤就是如何校正误差，其它步骤与2次差分干涉处理中的原理相当。

6.3.2误差分析

时序InSAR处理，就是将各类误差分离出来的过程。

a)干涉相位（如通过引入式（3）휙푖푛푡=휓1−휓1）包含5个主要贡献分量：

휙푖푛푡=훿휙푓푙푎푡+훿휙푡표푝표+훿휙푑푒푓+훿휙푎푡푚+훿휙푛표푖푠푒········································(9)

式中：

훿휙푓푙푎푡——平地相位；

훿휙푡표푝표——地形相位；

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훿휙푑푒푓——SAR两次观测期间目标沿卫星视线方向移动引起的形变相位；

훿휙푎푡푚——两次观测间大气波动引起的延迟相位；

훿휙푛표푖푠푒——噪声相位。

a)时序形变分析将形变相位与其余相位分离，抑制以下四类误差源，以提高形变干涉测量的精度。

——时间去相干性（与地表覆盖和微波波长有关）；

——大气延迟（包括对流层和电离层）；

——卫星轨道误差；

——DEM误差影响（与DEM数据自身的精度有关）。

6.3.3误差校正

误差校正包括大气延迟误差校正和相位解缠差校正。

a)大气延迟误差校正

依靠大气相位自身的相位时空特性来消除大气影响，称为基于SAR数据自身的校正法，包括时序分

析方法、邻近像元差分、空域滤波、累积法等。

可使用外部数据进行大气校正，外部数据包括GNSS站点数据、空间辐射计MERIS、MODIS等的水汽产

品，以及大气模型。常用的大气模型有ERRA/MERRA2、ERA-5。基于大气模型估计大气延迟相位，然后

从干涉相位中减去，例如通用型大气改正在线服务GACOS可为全球提供InSAR大气校正产品。

b)相位解缠误差校正

闭合环法校正流程如下：

1)构建网络闭环：基于干涉图集合的时间基线网络构建三角网络，每个三角形作为一个分析

单元，用于检测三角形上每条边对应的干涉图的相位解缠误差。

2)计算每个闭合环上的残差图：在每一个相干点上利用步骤a）组合三角形闭合环，计算每

个三角形内解缠相位闭合残差，如存在残差，则认为三个干涉图中，至少有一个存在解缠

误差。

3)对相位跳变区域进行识别：为了识别解缠误差的来源，每个干涉图需要进行依次检查。检

查出相位跳变的精确位置有时比较复杂，需要几个相邻的三角形同时进行检查。

4)对跳变区域进行感兴趣区（AreaOfInterest,AOI）选择。

5)利用AOI区对离散点进行跳变相位校正。

6)利用4)中得到的AOI文件，对离散点解缠相位进行校正。

6.3.4时序InSAR形变处理方法技术要求

6.3.4.1PS-InSAR处理

PS-InSAR处理要求如下：

一般需要获取至少25景以上的SAR数据，理想情况是每个月获取1景及以上数据。

a)主图像的选择：

1)时相尽可能处于所有SAR数据集的中心；

2)与其它数据所构成SAR像对的垂直基线距尽可能最短。

b)考察SAR数据集每个像对中的干涉相位，提取噪声水平较低的PS点。PS点选择依据包括：

1)每个像元的平均相干系数、幅度离差、平均幅度等参数设置阈值；

2)在保证点目标质量可靠的前提下，PS点在数量上要尽可能多，图像场景内尽量保持空间

均匀分布，如在水体、植被茂密等低相干区出现，则考虑手动剔除。

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6.3.4.2叠加（Stacking）InSAR处理

Stacking-InSAR处理要求如下：

a)待选择的地区条件包括：

1)地表形变在时间维度上呈线性变化；

2)宜通过统计数值描述大气扰动信号；

3)空间基线不宜太长。

b)在Stacking-InSAR处理前，应进行滤波处理。以提高处理效率。

6.3.4.3SBAS-InSAR处理

SBAS-InSAR处理要求如下：

a)一般需要获取至少15景以上的SAR数据，首选短基线影像。

b)根据小基线组合原则，选择时间基线和空间基线均小于或等于给定阈值的干涉像对，生成干涉

像对时空基线分布图。空间基线阈值和时间基线阈值的设置应使最终的干涉像对组合网络为

联通网络，否则应调整阈值重新进行像对组合，也可以根据组合情况手动增加像对保证干涉组

合的联通。当然，SVD方法无需保持联通，这也是SBAS-InSAR提出的初衷。

6.3.4.4DS-InSAR处理（SqueeSAR框架下）

SqueeSAR框架下DS-InSAR处理要求如下：

a)一般需要获取至少25景以上的SAR数据，尽可能保证每个月获取一景及以上影像。

b)作为PS-InSAR技术的扩展，DS-SAR技术可以探测中等相干质量的分布式散射点(DS点),适合

于植被茂密的地区、山区以及无人区。DS-InSAR技术需要合适的DS点选择方法，并且准确估

计相干矩阵。对于每个DS点,利用相干矩阵从N(N-1)/2个干涉图中提取出N个最优的相位值,

用于估计斜距向上的时序变化趋势。关键步骤是通过高相干的干涉图，找到从第一幅干涉图到

最后一幅干涉图的连接通路。DS-SAR方法可以将PS点和DS点有效地结合在一起。

注：N是影像的数量。

6.3.5时序干涉SAR质量评价

时序干涉SAR质量评价要求如下：

a)测量目标点的空间密度（密度越高，精度越高）：目标点的解算密度会影响解算结果，时序干

涉SAR形变解算部分是通过获取到的稳定散射体进行构网分析，点密度直接影响构网的质量，

以及闭合路线上的残差值。

b)雷达目标信噪比水平：信噪比（SNR）小于0.3时，解算目标结果将无永久散射点，宜采用分

布式散射体方法进行处理，提升雷达目标信噪比至0.5以上，才能解算出目标点结果。

c)图像采集时气候条件：避免采集雷阵雨天气数据。雷阵雨天气大气延迟较大，会增加干涉误差。

d)图像采集数量和时间分布：至少25景SAR数据集，涵盖1-2年时间段，计算出的形变值受误

差影响才能趋于收敛稳定。

差分InSAR形变计算起始点及处理参数推荐

6.4.1参考基准（GNSS结果等）

应采用与GNSS相同的参考框架，即ITRF国际地球参考框架（台站在地心XYZ坐标系下的位置、速度）。

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采用不同时、空基线干涉对组合得到的InSAR形变场可能差异较大，可以根据其它手段监测成果来

标定；一般InSAR处理得到的是一个相对的形变场，应基于参考基准转换，以方便对比分析。

6.4.2形变计算起始点

应在相干性较高的无形变区内选择参考点作为形变的起始点。计算例如一般比较稳定的小面积基

岩出露区、范围较大的人工平坦设施、或已有数据表明的无形变区。同震/震后变形：应选择距离震中

比较远的无形变区；震间变形：应选择垂直断层且距断层较远的平坦处；地面沉降：宜选择较远处平地

或已有数据表明的无形变区；火山形变：宜选择距离火山口较远的无形变地区。避免在下列区域中选择

起算点：沙漠、沼泽、冻土、冰雪、森林等低相干区域；矿区塌陷区；油气开采区；地质灾害区（例如

滑坡、泥石流、地表沉降）；高山峡谷区等。

6.4.3参数选择

在差分InSAR/时序InSAR处理中，可参照表3选择具体的处理参数/方法。当处理参数具有多项选择

时，推荐采用相对成熟的方法，以提高处理效率及成果的可靠性。

表3差分干涉处理参数/方法推荐

参数常用方法推荐方法

配准窗口距离向和方位向配准误差均小于1/8个像元（计算均方根误将距离向窗口大小/方位向窗口大

差）。距离向窗口大小/方位向窗口大小分别设置为128；将距小分别设置为32-128；将距离向

离向同名点个数/方位向同名点个数分别设置为64（以同名点个数/方位向同名点个数分

sentinel-1为例）。并根据区域地表相干性情况进行窗口调整，别设置为64（以Sentinel-1为

相干性较低区域可采用较大的窗口获取到更多的同名点。例）。

多视比根据分辨率需求及解算效率的要求、对斑点噪声抑制效果设置。1:5（Sentinel-1为例）

相干性阈值参考相干系数统计直方图，选择点较为密集处所对应的阈值；根不低于0.25-0.3

据水体等低相干地物的实际相干性值而定，采用的阈值能够基本

上过滤掉水体等低相干区域。

基线估计基于SAR卫星轨道参数、干涉图自身信息和外部信息进行基线估基于卫星轨道参数和干涉图自身

计。信息估计以精化基线。

平地相位根据头文件数据信息读取SAR数据成像时的轨道位置，获得沿方根据头文件数据信息得到去平地

位向各行的基线值，计算四个顶点相位和方位向中间行的相位，效应后的相位。

拟合得到整幅图像各点的平地效应相位，转化为参考相位的复数

形式；将主图像(M)、辅图像(S)及参考相位复值（R）进行复共

轭相乘得到去平地效应后的相位。

地形相位将DEM转换到SAR图像斜距/方位向坐标系下，根据DEM数据和轨道在干涉图中减去DEM模拟的对应相

参数计算出参考相位值，在干涉图中减去之。位。

轨道误差在方位向和距离向上估计一个相位趋势面，再从原始相位中减去在方位向和距离向上估计一个相

之，即可实现轨道误差校正。位趋势面，再从原始相位中减去

之。

大气误差1)基于SAR数据自身的时序分析、空域滤波方法；统计与地形相关的大气相位分量，

并将其去除。利用干涉图中大气延

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参数常用方法推荐方法

2)基于外部数据，包括利用GNSS站点数据、MERIS、MODIS等的水迟相位的时空分布特性，通过建立

汽产品，以及WRF、ERA-5等大气模型去估计大气延迟相位。利用相位-高程模型来反演对流层延迟

干涉图中大气延迟相位的时空分布特性，通过建立相位-高程模相位，最简单的是线性相位-高程

型来反演对流层延迟相位，最简单的是线性相位-高程模型；模型（LinearPhaseElevation

3）使用通用型大气改正在线服务GACOS。Model）：

∆휑푡푟표푝표=퐾∆휑ℎ+∆휑0

推荐结合ERA-5等新一代大气模型

和传统时序分析法、空域滤波法

进行大气误差校正。

电离层误差使用图像本身的电离层统计分量，或使用电离层模型。split-使用图像本身的电离层统计分量。

spectrum(inazimuth)

干涉相位滤波残差点密集的区域相位噪声大。可采用的滤波方法：a)频率域滤宜采用Goldstein滤波方法。

波方法，带通滤波、低通滤波、Goldstein滤波等；b)空间域滤

波方法：Lee滤波、等值线滤波、中值滤波、均值滤波、圆周期

滤波等；c)其它滤波方法：方向滤波、小波变换滤波、自适应滤