基于PS-InSAR技术监测土壤侵蚀可行性研究

来源：农业工程学报杂志2021年第14期北京时间：

作者：杨通,张智杰,王效科,郭旭东,于潇,

摘要：近年来，永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术（Persistent Scatterer Synthetic Aperture Radar Interferometry，PS-InSAR）快速发展，为宏观尺度的地表形变监测提供了契机，但该技术在国内尚未应用于土壤侵蚀监测研究。该研究尝试利用PS-InSAR方法监测内蒙古和林格尔县的土壤侵蚀情况。首先通过Sentinel-1A卫星数据时序差分干涉，获取地表累计形变点云；然后基于土壤侵蚀物候特征，构建时间域和空间域的多尺度滤波流程，从地表累计形变点云中筛选出土壤侵蚀点；最后将土壤侵蚀点与多源数据叠加分析，评价区域土壤侵蚀分布的时空特征。方法运行结果表明，研究区2017至2018年共计有10 596处土壤侵蚀点。侵蚀点云主要分布在山区平原过渡区域，平均侵蚀速率为15 mm/a，侵蚀营力为风力水力混合。经实地验证，监测侵蚀点与实际侵蚀发生地的对应准确度为86.4%，高程方向总体监测精度为厘米级。研究表明，改进后的PS-InSAR技术可以用于监测土壤侵蚀，且具有宏观性、精确性、长期性、经济性的优点。

关键词：土壤, 侵蚀, 合成孔径雷达, 多尺度滤波, 差分干涉, 累计形变点