[发明专利]基于动态基线的InSAR数字高程模型构建方法及系统

说明书

本发明公开了基于动态基线的InSAR数字高程模型构建方法及系统，所述方法包括分别获取升轨与降轨的SAR数据，然后利用对SAR数据进行配准、差分、滤波、解缠处理，进而构建动态基线模型解算出所使用的外部DEM误差，利用该误差对原有DEM进行纠正精化，最后将不同轨道的DEM精化结果进行融合即可得到高精度的DEM。本发明旨在通过构建动态基线解算模型，分别应用于升轨与降轨的InSAR数据中，可以有效抑制由于时空失相干导致的DEM空值问题，实现高精度DEM数据，可以解算任意SAR数据时间段的DEM误差，并且成本低，方便用户。

技术领域

本发明涉及干涉合成孔径雷达干涉测量技术领域，具体涉及一种基于动态基线的InSAR数字高程模型构建方法及系统。

背景技术

数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)是用一组有序数值阵列表示地面高程的一种实体地面模型，可以有效地对地形地貌等地面特性进行空间描述，DEM作为非常重要的基础地理数据，在科学研究及工程建设的多个领域都起着至关重要的作用。在灾害监测方面，DEM能够对变化量级较大的地表运动进行监测，常被用于冰川运动、火山熔岩变化以及各类地质灾害的监测及分析，从而帮助人们更全面地认知地球表面的变化；在城市及重大工程建设方面，DEM可以为城市规划、大坝、高速公路、铁路等工程设计等提供基础地形信息；在军事方面，导弹及飞机导航，通讯，作战任务计划等都离不开DEM；在地图制图方面，DEM的精度及现势性直接决定着地图的质量；在3S(RS,GPS,GIS)数据处理方面，DEM作为辅助数据也发挥着重要作用。

干涉合成孔径雷达干涉测量技术(Synthetic Aperture Radar Interferometry，InSAR)是合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)和干涉测量技术的综合，其基本原理是通过构建卫星系统参数、姿态参数、轨道参数以及雷达回波相位间的几何关系精确测量地表某一点的三维空间位置及其微小变化。由于利用了回波信号的相位信息，InSAR技术可以测得毫米级精度的地面形变以及纳米级精度的DEM，与传统对地观测手段相比方法相比，合成孔径雷达具有全天时、全天候、大范围、高分辨率的优点，可以在传统光学手段成像困难的区域实现高精度对地观测，具有其他测量方法不可替代的价值和意义。基于这些优点，InSAR技术被广泛用于大范围、长时间、高精度的对地观测当中，在DEM构建方面也有不少突破性贡献。

然而现有技术中在构建过程中由于时空失相干极易导致DEM空值，尤其是在雷达侧视成像中容易导致DEM空值。因此，亟待提供一种能够准确的获取实时的、高精度的DEM数据的方法。

因此，现有技术有待于改进和发展。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中由时空失相干导致DEM空值，并且成本高，误差大的技术问题，提供一种基于动态基线的InSAR数字高程模型构建方法及系统，本发明旨在通过构建动态基线解算模型，分别应用于升轨与降轨的InSAR数据中，可以有效抑制由于时空失相干导致的DEM空值问题，实现高精度DEM数据，可以解算任意SAR数据时间段的DEM误差，并且成本低，方便用户。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种基于动态基线的InSAR数字高程模型构建方法，所述基于动态基线的InSAR数字高程模型构建方法包括以下步骤：

对于同一卫星运行的第一轨道和第二轨道，从所述第一轨道的第一合成孔径雷达影像平台和第二轨道的第二合成孔径雷达影像平台分别获取第一合成孔径雷达影像和第二合成孔径雷达影像；

将第一合成孔径雷达影像和第二合成孔径雷达影像配准后进行预处理，得到所述第一合成孔径雷达影像和第二合成孔径雷达影像配准后的解缠图；

构建动态数字高程误差解算模型，将所述解缠图输入至所述动态数字高程误差解算模型，得到所述第一合成孔径雷达影像和第二合成孔径雷达影像之间的高程误差；