[发明专利]一种林下地形反演方法、装置、设备及介质

说明书

本发明公开了一种林下地形反演方法、装置、设备及介质，方法为：获取林下地形反演区域的双站TanDEM‑X数据并进行干涉处理，获取干涉相位和体失相干系数；对干涉相位去除平地、模拟地形、噪声、轨道误差等相位，得到残余地形相位；使用残余地形相位和模拟地形相位重建高精度InSAR地形相位；构建林下反演模型，联合ICESat‑2地面测高点进行平差计算，求解模型中的未知参数；使用体失相干系数和高精度InSAR地形相位信息，根据林下反演模型计算整个反演区域的林下地形数据。本发明是一种稳健可行的林下地形估算方法，可以广泛应用于TanDEM‑X数据测量大范围的林下地形高度。

技术领域

本发明涉及基于合成孔径雷达干涉测量(InSAR)的大地测量领域，具体是指一种基于 双站TanDEM-X数据的林下地形反演方法、装置、设备及介质。

背景技术

数字高程模型(digital elevation model,DEM)是国家经济建设、社会发展和国家安全必 不可少的基础图件。尤其，高精度的覆盖层下地形高度信息(如：林下地形)对于自然资源 调查、基础设施建设、国家经济发展以及国防安全等领域均具有十分重要的意义。目前，为 了获取高精度的地形高度信息，合成孔径雷达(InSAR)、LiDAR技术以及光学遥感技术是目 前常用的技术手段。其中，InSAR技术具备全天候、全天时、观测周期短、大范围的优势， 成为了一种获取全球DEM的强有力工具，如：SRTM DEM和TanDEM-X DEM等全球或近全球覆盖的DEM均是采用InSAR技术所获取。此外，TanDEM-X采用了TerraSAR-X和 TanDEM-X组成的单轨、双星串行星座，这一特殊的数据获取模式最大程度上减少了时间去 相关、大气延迟以及地表型形变等因素多获取高精度地形的影响。基于上述优势，TanDEM-X DEM有望成为覆盖范围最广、精度最高的全球DEM数据，代表了全球DEM产品的发展方 向。然而，尽管微波信号具备一定的穿透能力，但是在森林区，短波长(X波段)的微波信 号难以直接“穿透”植被覆盖层直接获取林下地形。为了获取大范围、高精度的林下地形高 度，必须对干涉相位中包含的植被高度信号进行有效的去除。

目前，常用的林下地形获取方法主要包括以下两种：1)基于外部辅助数据校正现有DSM 产品中的树高信号；2)从极化数据中分离地表散射的贡献。其中，第一类方法通常需要依赖 大量的外部辅助数据(如：温度数据、降水数据、低分辨率的植被高度数据)进行建模，且 为了获取高精度的林下地形结果，通常需要具备研究区域一定的先验信息，并且辅助数据的 精度和模型的选择也进一步限制了该方法的实用性；相较于第一类方法，第二类方法要求多 极化数据进行地表散射信息的分离，由于目前尚缺少可获取多极化数据的星载SAR系统，目 前的方法只能通过机载SAR数据进行相关的实验，这就限制了大范围林下地形的获取。因此， 有必要设计一种基于星载SAR数据的大范围、高精度林下地形获取方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于双站TanDEM-X数据的林下地形反演方 法、装置、设备及介质，可以实现快速、大范围、高精度的林下地形反演。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于双站TanDEM-X数据的林下地形反演方法，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：