[发明专利]机载InSAR困难区域的DEM重建方法

说明书

一种机载InSAR困难区域的DEM重建方法，包括：对各个方向照射的InSAR数据，分别进行初步干涉处理，生成主、辅图像、干涉相位图及相干系数图；将待测绘区域投影到高斯坐标系下，并划分像素网格；将粗DEM数据插值使其与上述像素网格一一对应；将粗DEM值为待测量高程的初值，设置该像素网格高程值的变化范围；设置每一次迭代处理的高程值；分别计算该像素网格投影到各个方向对应的主图像斜距平面中的坐标，读取对应坐标处的干涉相位和相干系数观测值，并计算迭代高程值对应的理想干涉相位；计算迭代高程值的联合似然函数；取使联合似然函数最大时对应的迭代高程值即为该像素网格的最终高程估计值，即重建得到了每个像素网格的DEM，完成机载InSAR困难区域的DEM重建。

技术领域

本公开涉及干涉合成孔径雷达信号处理领域，尤其涉及一种机载InSAR困难区域的DEM重建方法。

背景技术

干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar，InSAR)技术将无线电干涉测量技术与SAR(合成孔径雷达)技术相结合，在获取二维SAR图像的同时，能够利用SAR复数据的相位信息提取地表的三维信息和变化信息，从而将SAR的测量空间从二维拓展到三维，随着InSAR系统的迅速发展，InSAR技术的应用领域也得以不断扩展，其中，地形测绘一直是InSAR技术最直接和最主要的应用之一，与摄影测量、激光雷达等技术相比，InSAR具有全天时、全天候的优点，与雷达立体测量技术相比，InSAR具有更高的测量精度。

然而，由于SAR侧视成像的特点，使得SAR图像中存在几何畸变现象，对于地形起伏较大的城市、山区等区域而言，这一现象尤为严重，影响InSAR地形测绘的几何畸变现象包括阴影和叠掩，阴影区域由于雷达接收不到地表的有用回波信息，相应的干涉相位表现为噪声特性，其中并不包含区域本身的真实地形信息，无法用于高程反演；而叠掩区域则是不同高度区域的回波投影到同一个距离-多普勒单元内形成，其干涉相位反映的是多个散射源矢量叠加的结果，常规的InSAR处理方法无法分辨同一采样单元内的多个散射源的相位信息，从而也无法准确反演其高程。由此可见，在起伏的地形条件下，常规的干涉处理方法无法实现阴影、叠掩区域的高程测量，这些区域是InSAR处理的困难区域，也是限制InSAR地形测绘应用实用化的关键。

目前，对于InSAR困难区域的处理方法主要包括以下两个方面：首先，对于叠掩区域的处理，现有技术主要利用多基线InSAR技术实现多个散射源的检测分辨和高程估计，然而，这类方法要达到较高的估计精度，需要较多的基线数，因而在实际系统中难以实现。其次，对于阴影区域的处理，现有技术主要集中在对其的检测识别上，在检测的基础上，一方面，在干涉处理过程中，对这些区域进行掩膜处理，从而避免相位解缠时误差的传播；另一方面，利用外源的DEM(Digital Elevation Model，数字高程模型)信息对检测出的区域进行补充，但是，可以公开获取的外源DEM数据通常精度较低，无法达到机载InSAR的测绘精度要求，从而影响整体制图的质量。

公开内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种机载InSAR困难区域DEM重建方法，其基于多视向数据拼接，以缓解现有技术中达到较高估计精度需较多基线数，及公开获取的外源DEM数据通常精度较低，无法达到机载InSAR的测绘精度要求，从而影响整体制图的质量等技术问题。

(二)技术方案