Denoising of InSAR time series through spatiotemporal attentive convolutional U-Net

干涉合成孔径雷达 合成孔径雷达 遥感 系列(地层学) 人工智能 计算机科学 降噪 地质学 雷达 干涉测量 噪音(视频) 计算机视觉 地球观测 时间序列 卷积神经网络 雷达成像 大地测量学 地球表面 模式识别(心理学) 天基雷达 逆合成孔径雷达 还原(数学)
作者
Giuseppe Costantino,Romain Jolivet
标识
DOI:10.22541/essoar.177013741.15569573/v1
摘要

Over the past three decades, synthetic aperture radar (SAR) and SAR interferometry (InSAR) have revolutionized Earth observation, allowing for geophysical monitoring of Earth’s surface deformation with centimeter-to-millimeter precision. InSAR time series are successive maps of ground motion used for natural hazards assessment with the monitoring of processes slowly deforming the Earth’s surface, such as landslides, subsidence, or slow tectonic motion. In particular, the detection of transient displacements of millimeter amplitude is of utmost importance to better capture the dynamics of active tectonic faults, for a better understanding of the underlying physics governing the earthquake cycle. However, despite tremendous advances over the last two decades, noise affecting the data, primarily due to atmospheric delay, still challenges the detection of small deformation signals in InSAR time series. Consequently, an unknown amount of slow tectonic deformation signals remains concealed within the noise, raising the need for novel methodologies for signal extraction. We introduce InSARDenoiser, a spatiotemporal attentive convolutional U-Net, designed to extract small-scale deformation in noisy InSAR time series. The combination of a deep spatial U-Net with a spatiotemporal Transformer tracks transient deformation in space and follows its temporal signature through time. We develop a mathematical formulation to generate realistic multi-scale atmospheric noise and build a synthetic dataset. When applied to a real InSAR time series along the North Anatolian Fault, the method effectively extracts millimeter-scale slow deformation. The extracted deformation aligns with independent creepmeter measurements, thereby validating our method and opening the possibility of its application to diverse tectonic settings globally.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
幽默滑板完成签到,获得积分10
3秒前
lilylwy完成签到 ,获得积分0
6秒前
sunrain完成签到,获得积分10
6秒前
st完成签到 ,获得积分10
10秒前
爱宁完成签到 ,获得积分10
14秒前
会飞的小甘蔗完成签到 ,获得积分10
14秒前
22秒前
火星上访天完成签到 ,获得积分10
23秒前
一一完成签到,获得积分10
24秒前
池东漾完成签到 ,获得积分10
26秒前
26秒前
燕燕完成签到 ,获得积分10
30秒前
又见白龙完成签到,获得积分10
32秒前
yhl完成签到 ,获得积分10
32秒前
neuroscientist完成签到 ,获得积分10
43秒前
枓妍通管家完成签到,获得积分10
43秒前
43秒前
雪流星完成签到 ,获得积分10
45秒前
陈补天完成签到,获得积分10
45秒前
ainiyiwannian完成签到,获得积分10
47秒前
端庄亦巧完成签到 ,获得积分10
47秒前
jiangjiang完成签到,获得积分10
51秒前
迷人冰棍完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
Loretta完成签到 ,获得积分10
1分钟前
默默的板栗完成签到 ,获得积分10
1分钟前
温特完成签到 ,获得积分10
1分钟前
虎虎生威完成签到,获得积分10
1分钟前
冬瓜完成签到,获得积分10
1分钟前
彦成完成签到,获得积分10
1分钟前
Monroe完成签到 ,获得积分10
1分钟前
鉴定为学计算学的完成签到,获得积分10
1分钟前
哈哈完成签到,获得积分10
1分钟前
弃医从个啥完成签到,获得积分10
1分钟前
dbc1234完成签到,获得积分10
1分钟前
夏梓硕完成签到,获得积分10
1分钟前
激动的曼梅完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zxx发布了新的文献求助10
1分钟前
molihuakai应助qiaojunys采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 1000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
Evidence Summary. Injection (subcutaneous):op- timal administration 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7497506
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9088387
关于积分的说明 19383386
捐赠科研通 7107923
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3250219
关于科研通互助平台的介绍 2419646
邀请新用户注册赠送积分活动 2235989