[发明专利]基于相干性的TomoSAR植被病虫害监测方法及装置

说明书

本申请实施例公开了基于相干性的TomoSAR植被病虫害监测方法及装置。该监测方法的一具体实施方式包括：基于获取的目标植被的合成孔径雷达图像数据得到目标图像数据；采用多信号分类算法对目标图像数据进行处理，得到目标植被的三维结构数据；将目标植被的三维结构数据与样本植被数据进行相干性分析；根据分析结果确定目标植被的病虫害状况。这种实施方式可以对植被进行全天时、全天候监测，而且能够实现高度向植被结构的高精度测量，有助于提高植被病虫害监测结果的准确度。

技术领域

本申请实施例涉及雷达观测技术领域，尤其涉及基于相干性的TomoSAR植被病虫害监测方法及装置。

背景技术

合成孔径雷达层析(Tomography Synthetic Aperture Radar，TomoSAR)技术是近十年发展起来的一种获取目标高精度三维和四维信息的新兴前沿技术。它通过改变成像后的数据处理算法，可实现对高度向分布散射体的测量。与极化信息结合起来，还可以获得目标精细结构、物理成分和空间分布信息，从而可以区分不同高度的多个散射体，监视散射体的空间位置变化情况等。该技术现已应用于森林结构参数估计、城市三维重建和城市地表沉降等领域，并且在地质学、冰川学及地下埋藏物体的探测方面有着巨大的应用潜力。

发明内容

本申请实施例提供了基于相干性的TomoSAR植被病虫害监测方法及装置。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于相干性的TomoSAR植被病虫害监测方法，包括：基于获取的目标植被的合成孔径雷达图像数据得到目标图像数据；采用多信号分类算法对目标图像数据进行处理，得到目标植被的三维结构数据；将目标植被的三维结构数据与样本植被数据进行相干性分析；根据分析结果确定目标植被的病虫害状况。

在一些实施例中，基于获取的目标植被的合成孔径雷达图像数据得到目标图像数据，包括：获取不同监测高度下的目标植被的合成孔径雷达图像数据，对获取的多张图像数据进行基准校正、相位补偿处理，得到目标图像数据。

在一些实施例中，获取不同监测高度下的目标植被的合成孔径雷达图像数据，对获取的多张图像数据进行基准校正、相位补偿处理，包括：采用同一合成孔径雷达在不同高度面上对目标植被进行监测，得到多张图像数据；将多张图像数据中的一张图像数据作为主图像数据，对其余图像数据进行基准校正、相位补偿处理。

在一些实施例中，采用多信号分类算法对目标图像数据进行处理，得到目标植被的三维结构数据，包括：构建目标图像数据的协方差矩阵，并对构建的协方差矩阵进行特征分解，得到信号子空间矩阵和噪声子空间矩阵；根据信号子空间矩阵和噪声子空间矩阵构建空间谱函数，并进行谱峰搜索，以得到目标植被在高度向的结构信息。

在一些实施例中，将目标植被的三维结构数据与样本植被数据进行相干性分析，包括：在目标植被的三维结构数据中，选取位于植被冠层的像素点数据，并确定选取的像素点数据与位于样本植被相同位置的像素点数据的相干系数。

在一些实施例中，在目标植被的三维结构数据中，选取位于植被冠层的像素点数据，包括：在目标植被的三维结构数据中，选取位于植被冠层的某像素点，以选取的像素点为中心，提取位于预设大小空间内的所有像素点的数据，并生成目标植被的向量数据。

第二方面，本申请实施例提供了一种基于相干性的TomoSAR植被病虫害监测装置，包括：生成单元，被配置成基于获取的目标植被的合成孔径雷达图像数据得到目标图像数据；处理单元，被配置成采用多信号分类算法对目标图像数据进行处理，得到目标植被的三维结构数据；分析单元，被配置成将目标植被的三维结构数据与样本植被数据进行相干性分析；确定单元，被配置成根据分析结果确定目标植被的病虫害状况。

在一些实施例中，分析单元进一步被配置成在目标植被的三维结构数据中，选取位于植被冠层的像素点数据，并确定选取的像素点数据与位于样本植被相同位置的像素点数据的相干系数。