[发明专利]用于带状区域的InSAR相位解缠绕方法

说明书

本发明公开了一种用于带状区域的InSAR相位解缠绕方法，首先，对带状区域的SAR影像进行二维上取样，并滤除高频镜像；再将地面测量点与SAR影像配准，利用带状区域内大量分布着地面测量点的特点，在相近地面测量点之间选取合适路径进行一维相位解缠；合适路径的选取过程为，对长度小于2倍最短路径的所有路径进行一维相位解缠，并按相位解缠误差从小到大排序，选取排序靠前的25%的路径作为合适路径；最后，以这些合适路径上的像素为起点，采用枝切法开展局部二维相位解缠。本方法不仅提高了算法效率，而且充分利用了地面测量数据，将全局解缠化解为小区域的局部解缠，解决了带状区域可选路径数量少、难以绕过相位不连续点的问题。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体地涉及一种用于带状区域的InSAR相位解缠绕方法。

背景技术

干涉合成孔径雷达（Interferometric Syntnetic Aperture Rader,InSAR）技术是一种从空中对地面目标进行观测的技术，它通过对两幅合成孔径雷达（SyntneticAperture Rader, SAR）图像进行相关处理，从而获得地面目标的高程信息，已广泛应用于大面积地形测绘、地表沉降监测、冰川运动监测等领域。InSAR数据处理大致包括影像配准、干涉图生成、相位解缠等环节，其中，相位解缠技术是InSAR地形测量中的核心步骤之一，相位解缠结果的好坏直接决定了最终形变测量的精度。

InSAR数据处理过程中一个至关重要的步骤是：要得到由两幅或多幅相干复图像衍生出的真实相位信息。但在实际运算过程中，由于引入了反三角函数，导致相位图中每个像素点的相位计算值都位于之间，即得到的只是相位主值，其关于2模糊。因此，我们需要给每个相位计算值加上2的整数倍，这种由缠绕相位得到原始相位的过程称为相位解缠。相位解缠一直是InSAR研究的热点，国内外已经有很多比较成熟的方法，大致可归纳为三类：路径跟踪法、最小二乘法和网络流法，近十几年来不断的涌现出了诸多相位解缠算法，但大部分都是在这三种经典算法基础上进行改进的。

星载SAR观测范围广，一景影像可以覆盖数百上千平方公里区域，因此传统的相位解缠方法都是针对面状大区域的。当前油气管道、输电线路、高速铁路公路等带状工程的安全运营关乎国家经济命脉，线上某一点的地质形变灾害就可能影响整个线路流量，甚至导致整个线路瘫痪，因此，沿线地质形变风险排查是这些线性工程安全监测内容之一。然而，目前针对面状区域的相位解缠算法应用于这种长距离的带状区域时，存在可选路径数量少、难以绕过相位不连续点等问题。

油气管道、输电线路、高速铁路公路等带状工程沿线一般布置了大量的地基监测设备，这些地基监测设备为相位解缠提供了可靠的地面控制点，为提高带状区域的相位解缠精度提供了帮助。本发明因此而来。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种用于带状区域的InSAR相位解缠绕方法，以解决带状区域解缠过程中存在的可选路径少，难以绕过相位不连续点的问题。

本发明的技术方案是：

一种用于带状区域的InSAR相位解缠绕方法，包括以下步骤：

S01：对带状区域的SAR影像进行二维上取样，并滤除高频镜像；

S02：将地面测量数据与SAR影像配准，确定地面测量点在SAR影像上对应的像素；

S03：在相近地面测量点之间选取合适路径进行一维相位解缠；

S04：以选出的路径上的像素为起点，采用枝切法开展局部二维相位解缠。

优选的技术方案中，所述步骤S01中的上取样通过插值实现2倍至8倍的上采样。

优选的技术方案中，所述步骤S02中的地面测量数据包括：GPS/北斗测量得到的三维坐标、水准测量得到的三维坐标或无人机测绘得到的三维坐标，所述地面测量数据的水平测量误差小于SAR影像像素大小的二十分之一。