雷达向地面发信号并接收回波,两期影像的相位差里包含地形与形变信息。把地形部分用外部 DEM 去掉,剩下的相位就能换算成沿视线方向的位移。波长是厘米级(C 波段 5.6 cm),相位测量精度可达波长的几十分之一,所以能测到毫米。
| 技术 | 需要影像 | 精度 | 适用 |
|---|---|---|---|
| D-InSAR(差分干涉) | 2 景(一期一时相) | 厘米级 | 地震、滑坡、火山等突发大形变 |
| PS-InSAR(永久散射体) | ≥ 15—20 景,长时序 | 毫米/年 | 城市建筑、桥梁、铁路沿线缓慢沉降 |
| SBAS-InSAR(小基线集) | ≥ 15—20 景,短基线组合 | 毫米/年 | 大面积缓变形变、非城市区域 |
D-InSAR 只能给“这一段时间内变了多少”,无法区分是匀速沉降还是突发变化;时序 InSAR 能给出形变速率曲线,才能判断趋势。要做长期监测,必须走时序路线,单对影像说明不了问题。
| 卫星 | 波段 | 分辨率 | 重访 | 优势 |
|---|---|---|---|---|
| Sentinel-1 | C | 5×20 米(IW) | 12 天(单星) | 免费、存档多、时序分析首选 |
| 高分三号 | C | 1—500 米多模式 | 约 12 天 | 国产,分辨率高,可编程 |
| 陆探一号(L-SAR) | L | 3—30 米 | 双星约 8 天 | 穿透植被好,山区林区优势明显 |
| TerraSAR-X / TanDEM-X | X | 1—3 米 | 11 天 | 分辨率最高,城市精细监测 |
| ALOS-2 PALSAR-2 | L | 3—10 米 | 14 天 | L 波段,植被区穿透强 |
波段怎么选:C 波段(Sentinel-1、高分三号)对城市建筑、基础设施、裸地效果好,是主流;L 波段(陆探一号、ALOS-2)波长长,能穿透植被冠层,山区、林区、农田的相干性明显好于 C 波段,但分辨率通常低一些。
| 限制 | 原因 | 影响 |
|---|---|---|
| 失相干 | 两期间地表散射特性变化太大(植被生长、水面、农田翻耕、施工) | 该区域相位无效,测不出形变 |
| 大气延迟 | 电磁波穿过对流层/电离层时速度变化 | 产生几毫米到几厘米的假形变,时序方法可部分抑制 |
| 几何畸变 | 侧视成像在陡坡产生叠掩(layover)与阴影(shadow) | 陡峭山区部分区域无有效数据 |
所以 InSAR 报告里必须说明:哪些区域有有效结果、哪些因失相干无数据。只给一张彩色形变图而不说无效区,是不负责任的。
参考基准很重要:InSAR 给的是相对形变,必须选一个稳定参考点。参考点选错,整片区域会整体“上升”或“下沉”。
D-InSAR 是厘米级(单次形变),时序 InSAR(PS/SBAS)能到毫米级年速率。前提是相干性好、影像数量够(通常 15—20 景以上)、参考点选得对。失相干区域测不出来。
D-InSAR 两景就够;时序 InSAR 一般要 15—20 景以上,越多越稳。Sentinel-1 免费、12 天重访,一年能攒 30 景左右,是做时序分析最经济的选择。
城市、基础设施、裸地优先高分三号(C 波段,分辨率高);山区、林区、农田优先陆探一号(L 波段,穿透植被,相干性更好)。两个都做过的区域可以互补。
多半是失相干。植被茂密、农田翻耕、水面、施工区域,两期之间地表散射特性变化太大,相位无法保持相干。可以换 L 波段卫星(陆探一号),或改用光学+人工监测。
只能给相对形变。所有结果都相对于选定的参考点,参考点本身如果也在沉降,整体结果会偏移。工程上通常联合水准点或 GNSS 站做绝对标定。
是干涉条纹,每条对应一个波长(C 波段约 2.8 厘米的视线向位移)。条纹密集说明形变梯度大,条纹断裂或消失说明失相干。
高分辨率 X 波段(TerraSAR-X,1—3 米)配合 PS 点可以测单体建筑,但需要足够多的永久散射体(建筑立面、金属结构)。普通民房在 C 波段下往往点太少。
提供目标区域坐标(或范围文件)与时间窗口,我们可先做存档免费检索,确认有无可用影像及云量情况,再决定采购或编程拍摄。
报价说明:亚米级高分辨率影像按平方公里计价(25 km² 起订);中低分辨率多按景计价。具体价格随卫星、时相、云量与采购方式浮动,需按实际需求核算。详见 按面积购买规则 与 按景购买规则。