[发明专利]一种多时序SAR图像的目标区域地表起伏信息提取方法

说明书

本发明公开了一种多时序SAR图像的目标区域地表起伏信息提取方法，通过机载或星载合成孔径雷达获取待处理的原始图像(同一目标区域长时间序列内的多幅)，然后选取公共主影像作为基准，对图像进行预处理并生成差分干涉图集。针对目标区域相对平坦的复杂干涉图像区域进行基线估计，得到基线倾角与长度。选择最小费用流算法对目标区域进行相位解缠并计算干涉相位偏置的值，得到真实相位。最终经过计算，得到多幅起伏信息图，经过处理，对无关项和误差项进行分离和剔除，输出目标区域地表平均起伏信息图像。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，更为具体地讲，涉及一种基于多幅SAR图像起伏信息提取方法。

背景技术

数字高程模型描述的是地面高程信息，它在工程土方计算、地形三维建模、辅助遥感影像分类应用、地质侦察参考等人文和自然科学领域、国防建设以及国民经济发展中有着广泛的应用。而人们在运用高程信息时，更多的研究点在于两地区之间的高程差以及区域之间的起伏情况。所以如何快速准确的反映出目标区域的起伏信息成为人们关注的热点。从长远来看，有着广阔的应用前景和积极的现实意义。

传统监测地形变化的手段受多种条件的限制，还存在许多不足。比如机械测量法受地形和气象条件的影响较大，连续观测能力也较差，而精密监测方法虽然精度高，却面临高成本和地形条件的限制。

现代微波遥感技术，自20世纪五六十年代从对空雷达和射电天文发展而来，迄今已经从理论研究和技术突破走向全面的应用，并成为气象、海洋、环境等业务应用和地球与空间科学研究的重要数据和信息获取手段，在国民经济、社会发展、国防建设和科学研究中发挥重要作用。SAR是一种从真实孔径雷达演变而来的新型雷达系统，“合成”指的是一种可以大幅度提高空间分辨率的回波处理方法。SAR系统生成影像的方式决定了它与众不同的特性，SAR图像实际上是一些数据样点的集合，而不是利用微波进行的摄影。SAR影像的基本维度是距离向和方位向，每个像素代表了某个特定的距离和方位的微波响应。SAR干涉测量技术是一种利用SAR影像中相位与幅度信息提取地表信息的技术。与传统的方法相比较，使用InSAR技术进行监测有覆盖范围广、可以全天时全天候观测、测量结果精度高、测量成本低的优势。时序InSAR技术是一种新型SAR影像处理技术，通过对SAR影像中的像素点进行筛选，去除干扰项，获得更高的解算精度。同时，由于SAR系统独特的成像机理，在地表复杂区域，图像上会出现阴影和叠掩，增加了从中提取真实地表信息的难度，目前国内外对基于SAR 影像的地表起伏信息提取方法还有许多不足，如何利用SAR图像提取高精度的地表起伏信息是需要解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对SAR图像中噪声繁杂，干涉图像中相干斑噪声和滤波，且相位解缠等算法极大的影响了最终起伏信息的准确性，所以单独使用两幅SAR图像干涉进行计算得到的地表起伏信息结果存在偶然性，难以作为真实值进行参考。因此提供一种基于多时序SAR图像提取目标区域地表起伏信息方法，以实现地表复杂地区地表起伏信息的提取。

为实现上述发明目的，本发明基于多时序SAR图像提取目标区域地表起伏信息方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、待处理原始图像的获取

通过星载合成孔径雷达获取待处理的多幅目标区域同轨道同模式SAR图像。

(2)、公共主影像的选取

对获取的多幅SAR影像参数进行综合考量，选取其中一幅为公共主影像，作为以后处理的基准。

(3)、图像预处理

对获取的原始图像进行预处理，将原始图像以公共主影像为基准，进行裁剪、图像配准、平地相位去除、滤波，从而得到多幅差分干涉SAR图像。

(4)、基线估计

采用基于牛顿迭代法的干涉相位基线估计算法，得到每一幅干涉图多对应的基线倾角和基线长度。