[发明专利]基于多时相合成孔径雷达数据的山地森林树高估计方法

说明书

本发明公开了基于多时相合成孔径雷达数据的山地森林树高估计方法，包括步骤：S1、对传感器获取的数据进行进行预处理，获得能够用于干涉测量的雷达单视复数影像；S2、将数据预处理后获得的影像进行配准、干涉以及相位解缠；S3、将解缠后的相位与高精度基线参数联立，解出地表的高程信息；S4、将重建的DEM与地表的DEM进行作差，获取森林中树木的高度。本发明使用的合成孔径雷达干涉测量技术能不受复杂气候条件的影响，可以快速、高精度、大区域地进行对地观测、提供全天时、全天候影像，并能快速生成高分辨地形模型，较之于其他方法，合成孔径雷达技术程序简单、运算量较小，具有比较明显的优势。

技术领域

本发明属于合成孔径雷达技术领域，具体涉及一种基于多时相合成孔径雷达数据的山地森林树高估计方法。

背景技术

森林作为一种自然资源，在全球碳循环、生物量估计、水文调节和水土流失等方面扮演着重要的角色，满足了人类、动物和环境保护的各种需要。对于森林管理和碳储量评价而言，树高是一个重要的生物物理参数，与森林生物量和碳循环密切相关。传统的树高调查方法通常是在样方上进行抽样统计，远远不能满足在大区域或全球尺度上森林变化和碳循环研究需求。为了解决此类问题，遥感技术成为了森林资源的调查关键工具，并且在大面积森林信息获取上遥感技术已成为大势所趋。

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Rader,SAR)是一种高分辨率微波成像系统，通过多普勒锐化和脉冲压缩，获得观测图像沿传感器运动方向和视线方向上的二维高分辨率斜距图像。利用SAR系统提取树高的技术主要通过计算的数字高程模型(DigitalElevation Model,DEM)差分获得，目前常用的DEM获取方法包括雷达立体测量技术(Synthetic Aperture Rader Radergrametry)、极化SAR(Polarimetric SAR,PolSAR)技术、合成孔径雷达干涉测量(Interferometry Synthetic Aperture Rader,InSAR)技术。

雷达立体测量技术的基本原理与基于可见光立体像对的摄影测量相似,DEM的生成主要涉及3个步骤：

(1)目标立体模型确定或精化；

(2)基于雷达影像灰度信息和匹配算法搜索同名像素并计算像素坐标视差；

(3)坐标计算。

已有的研究大多基于卫星雷达影像,几何配置包括同边侧视像对(小交会角)和反边侧视像对(大交会角)。理论上来说,大交会角意味着大视差和高几何敏感性,但因雷达图像辐射差异显著而致使影像匹配变得较为困难。

极化SAR技术主要是依靠极化干涉相干最优化方法求出散射矩阵在特征极化矢量上的投影，从而大大简化方向性散射模型，使该模型的参数从20多个降低到5个。但是，由于针对一块地区的每个像素都要解6个未知量的最小二乘问题，运算量十分巨大，因此实际应用仍然比较困难。

因此急需研发出一种基于多时相合成孔径雷达数据的山地森林树高估计方法来解决以上问题。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了基于多时相合成孔径雷达数据的山地森林树高估计方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于多时相合成孔径雷达数据的山地森林树高估计方法，包括以下步骤：

S1、数据预处理；对传感器获取的数据进行进行预处理，获得能够用于干涉测量的雷达单视复数影像；

S2、SAR数据的处理；将数据预处理后获得的影像进行配准、干涉以及相位解缠；

S3、重建DEM；将解缠后的相位与高精度基线参数联立，解出地表的高程信息；