本文件规定了基于InSAR技术的地壳形变监测的基本要求、总体流程、资料与数据准备、形变起始参考点选择、InSAR数据处理、质量保障和成果编制。本文件适用于基于星载SAR数据开展的地壳形变监测。利用星载SAR数据开展的其他地表固体形变监测参照使用。

ICS35.240.70
CCSA 77
中华人民共和国国家标准
GB/T44146—2024
基于InSAR技术的地壳形变监测规范Specification for crustal deformation monitoring based on InSAR technology2024-06-29发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2025-01-01实施
规范性引用文件
术语、定义和缩略语·
术语和定义
缩略语
基本要求
总体流程
资料与数据准备
基础资料收集
SAR数据获取
形变起始参考点选择
InSAR数据处理
处理方法选择
D-InSAR数据处理
PS-InSAR数据处理
SBAS-InSAR数据处理
质量保障
质量检查
真实性检验
成果编制
数据成果
图件成果
文档成果
附录A（资料性）
附录B（资料性）
附录C（资料性）
附录D（资料性）
附录E（资料性）
附录F（资料性）
附录G（资料性）
参考文献
常用星载SAR数据格式及参数列表典型形变场的特征及处理方法·不同波段SAR数据的地壳形变InSAR监测精度误差类型与误差校正
InSAR地壳形变监测结果的对比验证方法：成果图示例
地壳形变模型反演方法
GB/T44146—2024
本文件按照GB/T1.1一2020&标准化工作导则起草。
GB/T44146—2024
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国科学院提出。
本文件由全国遥感技术标准化技术委员会（SAC/TC327)归口。本文件起草单位：应急管理部国家自然灾害防治研究院、北京大学、长安大学、中国地震局地质研究所、中国科学院空天信息创新研究院、武汉大学、中南大学、中国自然资源航空物探遥感中心、首都师范大学、中山大学、同济大学、深圳大学、中国地震局第一监测中心、中国科学院深圳先进技术研究院、自然资源部卫星遥感应用中心、湖北省地震局、北京市地震局、天津市地震局。本文件主要起草人：张景发、曾琪明、李振洪、单新建、王超、刘照言、廖明生、李志伟、葛大庆、常占强、李永生、田云锋、罗毅、冯万鹏、姜文亮、李强、王新鸿、梁存任、王腾、胡俊、常玲、张磊、汪驰升、张庆云、刘斌、张磊、孙鹭怡、李涛、乔学军、胡乐银、屈春燕、龚丽霞、田甜、朱武、申文豪。GB/T44146—2024
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）发展迅速，应用领域越来越广，特别是在地壳形变测量工作中发挥着越来越重要的作用。目前，SAR数据来源多样，InSAR技术策略各有侧重、处理流程复杂，不同InSAR处理软件要求也存在一定差异，且InSAR技术应用人员专业背景和知识水平不尽相同。因此，把现阶段业已成熟的经验总结出来，从InSAR处理各环节上进行规范，以保证InSAR处理成果质量并提高规范性与工作效率，既必要也切实可行。
1范围
基于InSAR技术的地壳形变监测规范GB/T44146—2024
本文件规定了基于InSAR技术的地壳形变监测的基本要求、总体流程、资料与数据准备、形变起始参考点选择、InSAR数据处理、质量保障和成果缩编制，本文件适用于基于星载SAR数据开展的地壳形变监测。利用星载SAR数据开展的其他地表固体形变监测参照使用。
规范性引用文件
本文件没有规范性引用文件。
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
crustal deformation
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
coseismic deformation
发震断层在地表造成的永久静态位移3.1.3
震间形变
interseismicdeformation
同一地域内两次大震之间产生的地壳形变。注：震间形变持续时间可达数十年、数百年甚至千年。3.1.4
合成孔径雷达
synthetic aperture radar;SAR利用雷达与自标的相对运动，把尺寸较小真实关线孔径用信号处理方法合成为一个较大等效关线孔径的成像雷达。
［来源：CH/T3009—2012,3.1]
single-look complex image;SLC单视复数图像
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
视线向
line of sight;LOS
雷达天线相位中心指向地面目标的方向。GB/T 44146—2024
主图像
primaryimage
在两幅单视复数图像进行干涉处理时，作为配准参照的图像。3.1.8
辅图像
secondary image
在两幅单视复数图像进行干涉处理时，参照主图像进行配准的图像3.1.9
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连线向量。3.1.10
垂直基线
perpendicular baseline
空间基线在垂直于主图像视线向的投影分量。3.1.11
时间基线
temporal baseline
两幅SAR图像获取的时间间隔
临界空间基线
critical spatial baseline
在无其他失相干因素影响下，使地面散射体的两次观测SAR回波信号之间相干性降为零的空间垂直基线长度。
临界时间基线
critical temporal baseline
在无其他失相干因素影响下，使地面散射体的两次观测SAR回波信号之间保持相干性的最长时间间隔。
compleximageco-registration
复图像配准
对同一地区不同时相所获得的雷达复图像，经几何变换使其同名点在空间位置对应同一地面目标的处理方法。
[来源：CH/T6006—2018，3.1.10，有修改3.1.15
合成孔径雷达干涉测量
interferometric synthetic apertureradar;InSAR利用两幅经配准的SAR复图像共轭相乘得到的干涉相位以获取图像覆盖区域地面高程或地表形变信息的一种空间对地观测技术。3.1.16
干涉图
interferogram
干涉相位的二维分布图。
注：一般表现为条纹状，
［[来源：GB/T32874—2016，3.1.12有修改]3.1.17
相干系数
coherence coefficient
取值为两幅SAR复图像配准区域中对应像素的相位相关系数，用于衡量两幅SAR复图像对应像素的相位相关程度和干涉图的质量。注：其值域为[0,1]。
［[来源：GB/T32874—2016，3.1.10，有修改]2
失相于decorrelation
GB/T44146—2024
由于空间基线、时间基线、热噪声、多普勒中心频率漂移以及地面散射特性的改变等导致的相干性降低的现象。
earth-flatteningphase
平地相位
因SAR视线向距离的变化而在地球参考椭球面上产生的干涉相位。［来源：GB/T32874—2016，3.1.13，有修改］3.1.20
相位解缠
phaseunwrapping
将干涉相位由主值（模为2元）恢复为全值的过程。[来源：GB/T32874—2016，3.1.14，有修改］3.1.21
differential interferometric synthetic aperture radar;D-InSAR合成孔径雷达差分干涉测量
对覆盖同一地区的两期及以上SAR图像进行干涉处理，得到图像间同名像元点的的相位差，并联合外部DEM等参考数据去除地形、平地相位贡献，以得到卫星雷达视线方向上距离变化信息的一种InSAR处理方法。
合成孔径雷达时序干涉测量
timeseriesInSAR;TS-InSAR
同一颗或缩队SAR卫星对同一地区以相同的成像模式、人射角和极化方式获取的多次重复观测SAR图像序列，进行干涉处理，通过时序分析，估计并前弱轨道误差、地形数据误差、大气延退等影响，以得到长时序地表形变信息的一种InSAR处理方法。3.1.23
永久散射体合成孔径雷达干涉测量persistent scatterer InSAR;PS-InSAR通过对在较长时间基线和较大空间基线，甚至超过临界空间基线情况下，仍保持较高相干性的点目标进行干涉处理，通过时序分析，估计并削弱轨道误差、地形数据误差、大气延迟等影响，以得到长时序地表形变信息的一种InSAR处理方法。3.1.24
小基线集合成孔径雷达干涉测量smallbaselinesubsetInSAR;SBAS-InSAR对同一空间范围的长时序SAR图像集，设定较短时空基线阀值以确保干涉图的相干性，形成组/多组干涉对集，利用最小二乘或奇异值分解开展时序分析，估计并削弱轨道误差、地形数据误差、大气延迟等影响，以得到长时序地表形变信息的一种InSAR处理方法。3.1.25
地壳时序形变图
time series crustal deformation map利用TS-InSAR方法获取的地壳形变信息制作的体现地壳形变与时间关联性的序列图组。3.2
缩略语
下列缩略语适用于本文件。
DEM：数字高程模型（digitalelevationmodel）D-InSAR：合成孔径雷达差分千涉测量（differential interferometricsyntheticapertureradar）GNSS：全球导航卫星系统（globalnavigationsatellitesystem）InSAR：合成孔径雷达千涉测量（interferometricsyntheticapertureradar）PS-InSAR：永久散射体合成孔径雷达干涉测量（persistentscattererInSAR）3
GB/T44146—2024
SAR：合成孔径雷达（syntheticapertureradar）SBAS-InSAR：小基线集合成孔径雷达干涉测量（smallbaselinesubsetInSAR）SLC：单视复数图像（single-lookcompleximage）SRTM：航天飞机雷达地形测绘任务（shuttleradartopographymission）TOPS：步进扫描地形观测（terrainobservationbyprogressivescans）TS-InSAR：合成孔径雷达时序干涉测量（timeseriesInSAR）4基本要求
采用InSAR技术开展地壳形变监测，应满足以下基本要求a）
星载SAR数据成像后统一采用SLC数据格式b)
测量单次地壳形变，至少获取≥50mm地壳形变发生前后各1期SAR数据；测量时序地壳形变，宜积累不少于15期SAR数据
优先选用卫星轨道与地壳运动方向的夹角≤165°且≥15°的SAR数据。不宜在如下地区开展基于InSAR技术的地壳形变监测：d)
1）沙漠、水体、积雪、沼泽等地区；2）完全被浓密植被覆盖地区。
5总体流程
基于InSAR技术的地壳形变监测总体流程见图1，主要内容如下。资料与数据准备。根据工作目标及地壳形变特性确定工作区范围，收集工作区的基础资料和a）此内容来自标准下载网
SAR数据。常用星载SAR数据格式及参数列表见附录A。b）
形变起始参考点选择。宜选择无形变区高相干点作为形变计算起始参考点。c)
InSAR数据处理。根据SAR数据累积量等因素选择D-InSAR或TS-InSAR(包括PS-InSAR和SBAS-InSAR)方法进行干涉处理。典型形变场的特征及处理方法见附录B。质量保障。检查处理后获得的地壳形变图质量，并与其他独立的地壳形变测量成果进行不低d)
于观测成果5%样本量的对比验证。优先采用直接对比验证，适宜时可采用交叉对比验证和间接对比验证。
成果编制。收集整理处理过程中的各类数据成果、图件成果和文档成果，形成工作报告。4
基础资料收集
SAR数据获取
形变起始参考点选择
D-InSAR
TS-InSAR
PS-InSAR
地壳形变图
质量检查
数据成果
图件成果
工作报告
真实性检验
SBAS-InSAR
文档成果
GB/T44146—2024
资料与数据准备
形变起始参考点选拜
InSAR数据处理
质量保障
成果编制
图1基于InSAR技术的地壳形变监测总体流程图资料与数据准备
基础资料收集
应收集以下资料。
与地壳应力和形变测量有关的各类资料。例如：工作区内水准网、GNSS网的布设情况及测量资料；活动断裂带、地裂缝、滑坡体等调查资料；地震现场调查资料；地下水和矿产资源开采情况资料。
与于涉失相于有关的资料。例如厚植被、冰雪覆盖、强降雨导致洪涝等地面覆盖资料。包括：工作区主要地面覆盖类型；对SAR观测有影响的各种地物分布情况，包括大面积湖泊、河流、农田等低反射地物等。气象资料。包括气温、湿度、降雨、降雪等资料。DEM数据。其覆盖范围应略大于相应SAR数据的覆盖范围；格网间隔宜接近SAR数据分辨率。
SAR数据获取
应收集工作区范围内SAR数据以及卫星所提供的精密轨道数据。组成数据像对或数据集的SAR数据获取要求如下。
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