[发明专利]一种林下地形反演方法、装置、设备及介质

权利要求书

1.一种基于双站TanDEM-X数据的林下地形反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取林下地形反演区域的双站TanDEM-X数据并进行干涉处理，获取干涉相位和相干系数，并对相干系数进行校正获取相应的体失相干系数；

步骤2，对步骤1得到的干涉相位，首先进行去平地相位处理和使用外部DEM数据进行去地形处理得到差分干涉相位，然后对差分干涉相位依次进行滤波和解缠处理得到解缠差分干涉相位，再从解缠差分相位去除轨道误差相位，最终得到残余地形相位；

步骤3，使用外部DEM数据模拟地形相位，使用模拟地形相位和残余地形相位重建高精度InSAR地形相位；

步骤4，根据林下地形高度、植被体散射相位中心与InSAR地形相位之间的关系，构建林下地形反演模型：

式中，φ_topo为真实地表相位，γ_vol为体失相干系数，λ为雷达信号波长，R表示雷达到目标的斜距，θ表示主传感器对应的侧视角，B_⊥代表垂直基线长度，k_z表示垂直向有效波数；s和m均为模型的待估参数，分别表示植被高度与穿透深度之间的线性系数和误差系数；

步骤5，从星载LiDAR数据中提取反演区域的若干地面控制点，获取每个地面控制点的林下地形高度、InSAR地形相位、对应的体失相干系数，并采用最小二乘法计算林下地形反演模型中的待估参数s和m；

步骤6，根据步骤1得到的体失相干系数和步骤3得到的高精度InSAR地形相位，使用估算参数s和m的林下地形反演模型，计算整个反演区域的林下地形数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用稳健最小二乘法计算林下地形反演模型中的待估参数s和m，具体为：

步骤5.1，使用n个若干地面控制点的林下地形高度、InSAR地形相位、对应的体失相干系数代入到林下地形反演模型，得到以下矩阵表达式：

式中，h_i、φ_{topo_i}、分别表示星载LiDAR数据中第i个地面控制点的林下地形高度、InSAR地形相位、体失相干系数，i＝1,2,…,n；

步骤5.2，采用稳健最小二乘估计对未知参数X进行估计：

X＝(B^TPB)^-1(B^TPL)，

其中，

X＝[s m]^T；

式中，X为待估参数向量，B为系数矩阵，L为观测向量，P为权阵，通过三段法的IGG III方案等价权函数确定每个地面控制点在每次迭代的权，计算表达式为：

其中，代表第i个地面控制点经迭代后得到的数据标准化残差；表示经过迭代更新后第i个地面控制点的权；k₀,k₁代表两个常量因子，标准化残差表达式如下：

式中，σ₀为单位权中误差；q_vi为权倒数；

步骤5.3，由所有n个地面控制点在每次迭代的权，得到其权阵为：

式中，c为迭代次数，从而可得每次迭代的X和相应的标准化残差V分别为：

X^c＝(B^TP^cB)^-1(B^TP^cL)，

V^c＝BX^c-L；

步骤5.4，重复步骤5.2、步骤5.3，直到满足迭代运算的终止条件为|X^c+1-X^c|ε，即得到X中的待估参数s和m。