[发明专利]一种基于星载干涉成像高度计的河流水面高程提取方法

权利要求书

1.一种基于星载干涉成像高度计的河流水面高程提取方法，所述方法包括：

步骤1)基于两通道相干系数图像提取河流掩模的二值图像；

步骤2)对河流掩模的二值图像沿河流进行中心区域的提取，获得河流掩模中心图像；

步骤3)对两通道复图像的干涉相位进行处理，反演得到数字高程模型图像，与河流掩模中心图像相乘得到河流高程图像；

步骤4)剔除河流高程图像的河流高度观测值中的奇异点，然后对河流高度观测值沿河流进行滑窗平均，得到平滑后的河流高程图像；

步骤5)从平滑后的河流高程图像提取河流水表面高程值。

2.根据权利要求1所述的基于星载干涉成像高度计的河流水面高程提取方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：

步骤1-1)对两通道复图像进行配准；

步骤1-2)计算配准后的两通道复图像I₁和I₂的相干系数ρ，得到相干系数图像；

其中，上标*为I的共轭复数，E()是集平均运算符，表示在像素的邻域进行均值计算；

步骤1-3)选定河流水域，对水体数据进行统计分析获得统计分析结果：河流水体数据的均值μ和标准差δ；

步骤1-4)利用选定河流水域的统计分析结果，设置先验阈值，运用区域生长算法对相干系数图像进行河流的水陆分离，提取河流掩模的二值图像。

3.根据权利要求2所述的基于星载干涉成像高度计的河流水面高程提取方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：

步骤2-1)利用数学形态学运算中的膨胀和腐蚀运算，对提取的河流掩模的二值图像进行填补缺口和消除小于计算结构元素的处理；

步骤2-2)运用边缘检测算子对步骤2-1)处理后的图像做河流边缘检测，获得的河流边缘；

步骤2-3)根据获得的河流边缘来提取二值图像中河流水域的中心区域，获得河流掩模中心图像。

4.根据权利要求3所述的基于星载干涉成像高度计的河流水面高程提取方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：

步骤3-1)对两通道复图像的干涉相位进行去地平、相位解缠和基线参数估计处理，实现相位差到高程的转换，反演出数字高程模型图像；

步骤3-2)将步骤2)获得的河流掩模中心图像与数字高程模型图像相乘，获得河流高程图像。

5.根据权利要求4所述的基于星载干涉成像高度计的河流水面高程提取方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括：

步骤4-1)利用统计获得的σ₀阈值剔除河流高程图像中的河流高度观测值的奇异点；所述σ₀阈值的取值范围为：σ₀＞9dB；经过统计分析：大部分水体经常是亮的：σ₀＞9dB，大部分陆地经常是暗的：σ₀＜0dB；

步骤4-2)使用沿着河流方向的滑窗对步骤4-1)处理后的河流高程图像进行平滑：

其中，滑窗的窗口大小为M*N，I(i,j)为滑窗平均前的河流高程图像(i,j)处的高程，为滑窗平均后的河流高程图像(x,y)处的高程。

6.根据权利要求4或5所述的基于星载干涉成像高度计的河流水面高程提取方法，其特征在于，所述步骤5)具体包括：

步骤5-1)对平滑后的河流高程图像的河流高度观测值沿河流方向进行每个经度位置的平均，得到平均值；

步骤5-2)对平均值进行直线拟合，该条拟合的直线为提取的河流水表面高程值。