[发明专利]一种双时相双极化干涉SAR影像水域提取方法

说明书

本发明公开了一种双时相双极化干涉SAR影像水域提取方法，即为合成孔径雷达影像水域提取方法，依次包括亚像素级配准，计算相干系数，计算总功率图，计算总功率均值，计算总功率归一化散射系数，计算水域指数，计算统计水域的水域均值和标准差，以及二值化；本发明针对SAR影像上水体解译精度不高、自动化程度较低的问题，基于相干SAR影像对大部分地物在时间间隔短的时候具有良好相干性的特性，提供了一种基于双极化SAR数据相干系数和强度值的SAR影像水域指数，增强了影像上的水域信息，且抑制了其他地物，提高各时相影像上的水域解译的自动化程度，有助于增强用户对SAR影像的认可度和准确度，加快SAR在洪灾监测、地形制图等方面的推广应用。

[技术领域]

本发明属于计算机图像处理技术领域，是一种合成孔径雷达(SyntheticAperture Radar,SAR)遥感影像解译相关的方法，具体涉及一种双时相双极化干涉SAR影像水域提取方法。

[背景技术]

水域是遥感影像上最重要的地物类型之一。SAR工作中微波波段，具有全天候全天时的工作能力，在水域提取方面具有明显的优势，在洪灾监测与评估、应急测绘与地形制图方面具有十分重要的应用。当前已有的方法主要基于单时相强度或幅度影像的水域提取方法，其精度和效率有待提升。目前SAR数据来源越来越丰富，许多SAR卫星都具有重轨干涉SAR的数据获取模式，国际上类似像欧空局哨兵1号卫星免费且定期获取近实时分发的数据资源越来越多，但目前却未见充分利用干涉SAR信息提取水域的公开方法。

本发明即针对现有技术的不足而研究提出。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种双时相双极化干涉SAR影像水域提取方法，基于相干SAR影像对大部分地物在时间间隔较短的时候，具有良好相干性的特性，使之基于相干系数的水域指数以提取水域，因此，大幅改善了水域解译的自动化程度，有助于增强用户对SAR影像的认可度和准确度，加快SAR在洪灾监测、地形制图等方面的推广应用。

本发明的目的在于解决双时相双极化干涉SAR复影像上各自水域的提取方法。

常见的双极化SAR模式有HH/HV、VH/VV和HH/VV，其中HH表示水平同极化，HV或VH表示交叉极化，VV表示垂直同极化，三种双极化影像用复后向散射矢量可分别表示为：S_H,S_V和S_C每个分量均为复数。

极化模式为X，(X＝H,V或C)的a、b两个时相的双极化SAR影像可分别记为S_a和S_b，S_a和S_b的形式为S_X，X＝H,V或C，可分别表示为其中s_a1、s、_a2s_b1和s_b2是复数。

为实现上述目的，本发明一种双时相双极化干涉SAR影像水域提取方法，采用了下列技术方案，包括以下具体步骤：

步骤1：亚像素级别配准，即对a、b两个时相的双极化SAR进行亚像素级的配准，配准精度需达到0.1像素，使得a、b两时相影像上同一行列号的像素对应于同一地物；

步骤2：计算相干系数，即分别计算两个极化通道的相干系数γ₁和γ₂：

其中x^*为x的共轭复数，是集平均运算符，即在像素的邻域进行均值计算；

步骤3：计算总功率图，即分别计算两个时相的总功率图：

步骤4：计算总功率均值，即分别计算两个时相的总功率均值：