[发明专利]一种基于干涉SAR雷达的森林地物成像反演方法

说明书

本发明公开了一种基于干涉SAR雷达的森林地物成像反演方法，本发明利用点云滤波算法实现地形信息的提取，对原始点云数据进行中值滤波去噪，将初始地面种子点作为构建初始不规则三角网的种子点，重复对未划入地面点云的点进行坡度及高差阈值的判断，至不再有新的地面点加入三角网时，获得最终地面点云，大大提高了地面点云判断的准确率，提高了去噪的效率；本发明的反演方法能够有效地减小误差，简单易行，尤其适用于反演森林参数，对于树高的反演结果更加接近实际高度，能更有利于遥感图像的实际应用。

技术领域

本发明属于SAR雷达应用技术领域，具体地涉及一种基于干涉SAR雷达的森林地物成 像反演方法。

背景技术

森林作为陆地生态系统的重要组成部分，覆盖了大约30％的地球陆表，在地球生态系统 和人类生产生活中扮演着重要的角色.近几十年来，随着人们对全球气候变化、碳循环研 究和人类可持续发展问题的普遍关注，森林生态系统受到了世界各国政府和科学家的高度 重视，及时掌握森林资源的现状及其变化规律，对于生态系统和人类生活至关重要。

对于森林资源的监测，从尺度上可分为国家级的宏观监测和落实到山头地块的精细监 测。传统的调查方法是以抽样理论为基础，以地面调查为主要方法进行。传统调查方法存 在的主要问题是，地面测量工作量大、更新周期长，全国难以取得统一时间、时空连续的 森林资源调查成果.针对这些问题，遥感技术作为新的工具和技术被引入到森林资源的监 测调查体系；伴随着遥感森林资源调查技术的持续发展，树种/林地类型、森林高度、蓄积 量、生物量等关键的森林资源监测因子已能够采用遥感技术得到。

采用遥感技术进行森林资源调查的方法，从传感器的角度可以分为光学遥感(多光谱、 高光谱)、激光雷达和合成孔径雷达(Synthetic Aperture Rader，SAR)三类.其中，激 光雷达的精度最高，但只适用于小区域的森林资源调查，大区域应用的成本较高。光学遥 感获取的则主要是森林冠层表面的信息，在林地类型分类、树种识别等方面具有优势，但 在森林高度、蓄积量等定量估测方面有其局限性。SAR具备全天时、全天候的观测能力，且 波长相对较长，对于森林等植被叶簇具有一定的穿透能力，因此可获取与森林垂直结构参 数更相关的遥感观测量.因此，相比于光学遥感和激光雷达技术，SAR在森林资源定量参数 估测和大区域森林类型快速制图方面具有优势。

SAR在大区域遥感数据快速获取和森林参数定量化反演方面具有独特优势，使其在森林 资源调查中可以发挥重要的作用.经过近30年的发展，SAR森林资源监测技术已经在林地 类型分类及变化检测、森林高度反演和森林蓄积量/生物量估测等方面取得了诸多的进展。

虽然SAR技术快速发展，但仍存在不足之处，比如：SAR图像数据斑点噪声大，较之其 他来源的噪声更难以有效地去除且严重干扰了地物信息的提取与SAR图像的应用效果，噪 声严重时，甚至可导致信息的消失。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于干涉SAR雷达的森林地物成像反演方法，解决现有技术 中存在的SAR图像数据斑点噪声大，难以有效去除且严重干扰了地物信息的提取与SAR图 像的应用效果的问题。

本发明所采用的技术方案是：

本发明提出一种基于干涉SAR雷达的森林地物成像反演方法，包括以下步骤：

步骤1、获取待测目标的一组SAR图像数据，利用点云滤波算法实现地形信息的提取， 将非地面点从原始点云中剔除；采用渐近不规则三角网加密滤波算法，具体步骤如下：

1)对原始点云数据进行中值滤波去噪，去除噪声点云，避免对后续步骤算法的影响；

2)点云格网化，设定一格网尺寸，根据点云中空间点的x、y坐标将去噪后点云划分入规则格网内，并将每一规则格网内高程最低点作为初始地面种子点；