2.5MAI方法
MAI技术的提出旨在获取地表方位向的形变信息，由于方位向和LOS向相互垂直，因此为D-InSAR的监测结果起到很好的补充作用，进而获取地表三维形变信息[37]。而相对于偏移量跟踪(Offset-tracking)方法而言，MAI方法在方位向上的形变解算精度和效率都更高，从而为形变的精确解译起到较好的促进作用，现已广泛应用于地震、火山、冰川的等相关的三维形变测量中[38-39]。
MAI的技术原理主要是通过方位向公共频谱滤波技术重新确定SAR数据的零多普勒中心，进而将一景SAR影像重新划分为前视与后视两景影像。通过对主影像和从影像的前视与后视影像分别进行影像配准、多视处理、生成干涉图、去平地相位、去地形相位以及滤波处理得到前视干涉图与后视干涉图，再对前视与后视干涉图进行差分处理后，即可得到MAI干涉图，其包含的即为方位向形变相位[37]。
由于MAI技术进行了方位向公共频谱滤波，相当于缩短了合成孔径时间，单个前视或者后视影像接收到的回波信号会减弱，因此相比于传统的InSAR技术，MAI技术更易受到失相关噪声的影响，不适用于近场的同震形变信息提取以及较快的冰川流速估计[40]。针对该问题，文献[39]将Stacking思想引入MAI技术中，通过对多个干涉对进行叠加，有效地抑制了失相关噪声对MAI观测的影响。另一方面，由于前视与后视干涉对之间的垂直基线存在有细微的差别，会导致MAI干涉图中出现由平地和地形效应引起的相位残留。以PALSAR数据为例，在标准幅宽下，0.1m的垂直基线差会造成20°的平地相位残余，相当于50cm的方位向形变。文献[41]对MAI干涉图中的相位残余进行了分析，给出垂直基线差与相位残余间的关系，同时提出了使用多项式模型对相位残余进行模拟和消除的方法。再一个限制MAI技术应用与发展的因素是电离层相位对MAI干涉图所造成的影响。由于电离层分布的时变性，当电离层活跃时，其会在干涉影像上造成方位向偏移，进而在MAI获取的方位向形变上表现出一定方向性的条纹，即电离层条纹，且在L波段上该现象尤为明显。文献[38]根据电离层条纹的空间特性，提出了基于方向性滤波与插值的MAI电离层趋势的改正方法。
3InSAR变形监测的应用与进展
3.1城市沉降监测
随着全球城市化进展的不断加快，导致城市形变的原因也越来越多元化，如地下资源的过度开发/采、建筑物及基础设施的大量修建以及软土层的压实等导致的地表形变。城市区域内多为人工建筑物，其散射特性比较稳定，可以很大程度地减少InSAR技术中的时间失相干，从而得到较为可靠的形变信号,因此城市监测技术及应用研究一直是InSAR技术的研究热点[42]。
根据城市沉降的主要成因，InSAR城市沉降监测主要包括：①因过度抽取地下水而导致的大范围、大量级形变的城市，如上海[17]、北京[43]等区域的时序形变监测都取得了显著效果；②因基础设施的大量修建等导致的地表形变，如上海、深圳、广州等地铁沿线的形变[44]；③因软土地质压实导致的形变，如填海区的时序形变监测[44]。
随着SAR影像分辨率的提高和轨道重返周期的缩短，InSAR在城区监测中的应用会越来越广泛的同时也面临着一些挑战。例如，由于高分影像中因高楼而导致的条纹过于密集，从而导致相位解缠困难的问题；由于已有的外部DEM数据分辨率和精度均较低，导致大量DEM相位残留的问题；由于常用的MT-InSAR技术均假设各PS/DS点上的形变均为线性形变，而在很多城市形变并不满足这一条件，导致形变信息误估的问题。
3.2矿山形变监测
自从2000年文献[45]利用DInSAR监测了法国Gardanne附近煤矿的地表沉降以来，InSAR技术已逐渐成为矿区地表形变监测和预计的重要工具之一。目前，InSAR技术在矿区应用研究主要包括以下两个方面：①矿区地表InSAR三维形变高精度监测；②基于InSAR的矿区地表变形预计。
在矿区地表三维或三维时序形变高精度监测方面，文献[46]将SBAS-InSAR用于监测湖南冷水江锡矿山地表LOS向形变以来，其他时序InSAR技术(如StackingInSAR和PS-InSAR)，也被相继引入了矿区地表LOS向时序形变监测。但由于获取的时序形变沿着LOS方向，而非地表真实三维形变，因此，文献[47]提出利用3个不同平台或轨道SAR数据估计地表三维时序形变。但该方法对于数据要求比较苛刻，所以实际应用前景有限。文献[48]引入开采沉陷模型，实现了基于单个InSAR干涉对的矿区地表三维形变估计。文献[49]将Li的方法扩展到基于单个雷达成像几何学SAR数据的矿区地表三维时序形变监测。
在基于InSAR的矿区地表变形预计方面，文献[50]提出结合概率积分法模型和InSAR技术实现了矿区地表沉降预计。然而，由于该方法方法忽略了水平移动对LOS形变的贡献，且无法估计全部的概率积分法参数，所以其实际应用受到了一定的制约。文献[51]建立了概率积分法全部参数与InSARLOS向形变之间的函数模型，实现了基于InSAR的矿区全盆地任意方向的形变预计。文献[52]引入Boltzmann函数改进了其2016年提出的函数模型，实现了不同采动程度下的矿区地表全盆地变形预计。
矿区地表形变范围小、梯度大，因此失相关是目前InSAR矿区应用的主要瓶颈。但随着目前长波长、短时空基线的SAR卫星的发射，如ALOS2和Sentinel-1A/B(见表1)，该问题应该有所突破。此外，当前的InSAR矿区应用主要着眼于地表形变监测和预计，对于如何利用InSAR分析矿区沉降机理以及矿区生态环境修复等领域则较少涉足。
3.3地震形变监测
地震的形变监测是目前InSAR技术应用最为广泛和成功的领域之一。文献[53]利用InSAR技术成功获得1992Lander地震形变以来，世界范围内数以百计的地震已经通过InSAR技术进行了研究。根据InSAR监测的形变量级大小和技术来分，可以分为两类：InSAR同震形变监测和InSAR震后或震间形变监测。
同震的形变量级一般较大(分米至米级)，虽然D-InSAR技术可以获得较好的监测效果，但是由于InSAR技术侧视成像几何的限制，无法估计地震三维形变[40]。因此，近年来围绕如何融合不同观测几何和不同卫星传感器观测获得有益于地震解释的三维形变场开展了大量的研究，在该方面文献[40]进行了较系统的综述。同时，为了提高地震形变监测的精度，大量学者针对D-InSAR技术中轨道误差、大气误差和电离层异常误差的去除也开展了一系列研究[12]。另外，由于InSAR相位在大形变量级的近场往往会失相干，无法获得有效观测值，Offset-Tracking技术成为目前大地震近场形变监测的重要补充。
震后和震间形变量级一般较小(厘米至毫米级)，需要应用精度更高的MT-InSAR技术才能满足精度要求。目前MT-InSAR技术在时间失相干和大气误差的改进都对震间和震后形变的监测起到了帮助，已经成功在世界范围内的多个重要断裂上得到应用，如美国加州的SanAndreas断裂[54]，土耳其的NorthAnatolian断裂[55]等。InSAR技术也在我国的海源断裂和鲜水河断裂也有大量的尝试和研究工作[55]。另外，由于受到茂盛植被的影响，CR-InSAR等人工散射体技术也被用于辅助震间形变的监测[56]。
InSAR地震形变监测一方面得益于技术的提高和创新，可以为地震参数反演提供更为精确可靠的观测值；另一方面也跟SAR卫星软硬件的提高紧密相连，特别是SAR数据的全球无缝覆盖和高密度重返都会为抗震救灾，地震监测提供重要的数据源。
3.4火山活动监测
InSAR十分适合测量由于火山岩脉入侵，岩浆囊膨胀和收缩和地热系统引起的复杂地表形变。文献[57]首次利用InSAR监测了Etna火山的地表形变。通过分析32景升轨和60景降轨干涉图，文献[57]从12景相干性较好的干涉图识别出伴随着1993年Etna火山喷发的稳定的地表收缩信号。
文献[60]利用InSAR观测了位于哥拉帕戈斯群岛的Fernandina火山产生的地表形变，发现入侵的火山岩脉的倾角在浅层发生了大约为35°的旋转。文献[61]通过研究覆盖该火山多次喷发的一系列干涉图，发现火山岩脉的入侵可以改变应力场从而控制下次岩脉入侵的几何和位置。文献[62]监测了位于哥拉帕戈斯群岛最北端的Wolf火山发生了喷发；通过反演InSAR监测的地表形变，发现Wolf火山体浅层存在两个岩浆囊，它们分别位于地下1km和5km处。最著名的离散板块边界火山活动监测当属2005年至2010年位于埃塞俄比亚的Dabbahu岩脉入侵[63]和2014年位于冰岛的Bardarbunga岩脉入侵[64]。岩浆容积约为1km3的岩脉传播大约65km的距离。InSAR的监测结果表明该入侵致使地表产生了大约6m地表形变并在岩脉的上方形成了2~3km宽的地堑。通过利用高分辨率的COSMO-SkyMed数据，文献[64]成功提取了2014年Bardarbunga岩脉入侵产生的地表三维形变场。
在火山弧监测方面，文献[65]利用C波段InSAR普查了Andes山脉大约900座火山。他们发现了4处明显的地表形变区域并估计处火山的岩浆囊可能处于地下5~17km之间。文献[66]进一步利用InSAR数据普查了拉丁美洲和Andes南部的火山并发现了11处火山形变明显区域。L波段InSAR数据被广泛的应用于热带地区火山形变的监测。以印度尼西亚为例，文献[67]的InSAR普查结果显示6座火山正处于膨胀阶段其中3座火山于观察后发生了喷发。
尽管至今InSAR已经成功的观测了至少160座火山的地表形变，但是如何利用InSAR形变监测数据进行火山喷发早期预警，如何联合地表形变和物理模型准确的估计地下岩浆囊具体物理参数，如何有效地考虑建模时地形的影响，仍然是InSAR在火山学研究中需要考虑和解决的一些重要问题。
