基于PCA和vbICA的时序InSAR大气延迟改正方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41804013
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0401.物理大地测量学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

InSAR is one of the key techniques in geodetic survey. The tropospheric delay is one of the main error sources of InSAR. The accurate correction of tropospheric delay is the key to improve the accuracy of InSAR measurements. However, the current tropospheric delay correction methods have many shortcomings. For instance, the a priori knowledge of deformation is either not easy to obtain or inaccurate. The selection of experience models is flat. Most methods don’t take into account the variability of signal distribution in different interferograms. In addition, the ability to reduce turbulent components of troposphere is poor. All above limits the application of the phase-based methods..In this project, a new tropospheric delay correction technique based on SAR data itself by using PCA (Principal Component Analysis) and vbICA (Variational Bayesian Independent Component Analysis) is proposed: First, the potentials and advantages of PCA and vbICA methods for constructing the InSAR deformation model are explored. The theory and methodology of collaborative establishment of deformation model based on PCA and vbICA are studied. Then, taking into account the variability of signal distribution in different interferograms, an adaptive empirical model is constructed. An iterative algorithm is proposed to finely separate the stratified and the turbulent tropospheric delay. Finally, the potential of the new method for high-precision InSAR deformation monitoring is tested by applying it to different test areas. The effectiveness and applicability of the method are also evaluated comprehensively. The project is conducive to the breakthrough of the research bottleneck of InSAR atmospheric delay correction method. It will promote the development of InSAR technique in the field of high-precision surface deformation monitoring, which has important theoretical and practical value.
InSAR是大地测量领域的关键技术之一。大气对流层(简称大气)延迟是InSAR主要误差源之一,其精确改是提高监测精度的关键。但目前大气延迟改正方法存在诸多问题,先验形变知识不准确、经验模型选择单一、未考虑不同干涉图信号分布差异性、对湍流成分削弱能力差等问题限制了基于SAR数据自身方法的应用空间。项目引入主成分分析(PCA)和变分贝叶斯独立成分分析(vbICA),研究一种InSAR大气延迟改正新方法:挖掘PCA和vbICA性能优势,研究协同构建时序InSAR地表形变模型的理论方法;顾及不同干涉图信号分布特征,构建自适应经验模型,提出基于循环迭代的大气垂直分层和湍流成分精细分离方法;选择测试区域,挖掘新方法用于InSAR高精度形变监测的潜力,综合系统地评价方法有效性及适用性。项目有利于突破InSAR大气延迟改正方法的研究瓶颈,促进InSAR高精度地表形变监测技术的发展,具有重要理论和实际意义。

结项摘要

InSAR是大地测量领域的关键技术之一。大气对流层(简称大气)延迟是InSAR主要误差源之一,其精确改是提高监测精度的关键。但目前大气延迟改正方法存在诸多问题,先验形变知识不准确、经验模型选择单一、未考虑不同干涉图信号分布差异性、对湍流成分削弱能力差等问题限制了基于SAR数据自身方法的应用空间。本研究基于PCA/vbICA方法构建了时序InSAR数据处理模型,并深入分析了时序InSAR信号,构建了地表形变模型,基于多项式模型,实现了时序 InSAR 大气延迟信号的提取,解决了大气延迟信号与形变信息耦合问题,达到提高地表形变监测精度的目的。通过对干涉信号的多次分解,实现了干涉相位中多种误差源的提取,较精细地实现大气湍流成分和分层成分的分离,同时在矿区、城市、火山等研究区的应用中,相较于未进行大气延迟改正的干涉图平均精度提高近50%,实现了高精度地表形变信息的提取。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(1)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Coal Mining Deformation Monitoring Using SBAS-InSAR and Offset Tracking: A Case Study of Yu County, China
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  • DOI:
    10.1109/jstars.2020.3028083
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN APPLIED EARTH OBSERVATIONS AND REMOTE SENSING
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Chen, Yu;Tong, Yunxiao;Tan, Kun
  • 通讯作者:
    Tan, Kun
Long-Term Subsidence in Lava Fields at Piton de la Fournaise Volcano Measured by InSAR: New Insights for Interpretation of the Eastern Flank Motion
InSAR 测量的 Piton de la Fournaise 火山熔岩场的长期沉降:解释东侧运动的新见解
  • DOI:
    10.3390/rs10040597
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Remote Sensing
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Chen Yu;Zhang Kefei;Tan Kun;Feng Xiaojun;Li Huaizhan
  • 通讯作者:
    Li Huaizhan
Improved Approach for Soil Moisture Estimation in Gully Fields of the Loess Plateau Using Sentinel-1A Radar Images
利用Sentinel-1A雷达图像估算黄土高原沟壑土壤湿度的改进方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Remote Sensing
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Shanchuan Guo;Xuyu Bai;Yu Chen;Shaoliang Zhang;Huping Hou;Qianlin Zhu;Peijun Du
  • 通讯作者:
    Peijun Du
利用DS-InSAR技术监测沛北矿区地表形变
  • DOI:
    10.13474/j.cnki.11-2246.2021.0056
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    测绘通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋金雄;杜玉玲;陈宇;刘广;闫世勇
  • 通讯作者:
    闫世勇
融合多维度 CNN 的高光谱遥感图像分类算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中国激光
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘金香;班伟;陈宇;孙亚琴;庄会富;富尔江;张克非
  • 通讯作者:
    张克非

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其他文献

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    2020
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  • 作者:
    韩兴波;蒋兴良;黄亚飞;任晓东;陈宇
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    陈宇
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    2016
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    舒文芳
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    2020
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    --
  • 作者:
    陈宇;刘玉柱;王兴晨;布玛丽亚·阿布力米提
  • 通讯作者:
    布玛丽亚·阿布力米提
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  • 发表时间:
    2021-08
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    Eur. J. Org. Chem.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    l林胜楠;陈宇;罗晓东;李毅
  • 通讯作者:
    李毅

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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