[发明专利]一种时序雷达影像数据变化监测及可视化方法

说明书

本发明公开了一种时序雷达影像数据变化监测及可视化方法，包括选取监测区域预设时间范围内的雷达影像数据；根据中值滤波对所述雷达影像数据进行滤波处理，并建立所述监测区域中目标地物的后向散射强度时序散点图；根据所述后向散射强度时序散点图的分布特征的变化范围，选取变化阈值；基于三原色原理和所述变化阈值，计算波段合成显示结果并展示变化区域。本发明通过对SAR影像进行典型地物归一化后向散射强度(NRCS)分析，表明SAR影像监测对建筑物与水体的变化敏感，适合建筑与水体的监测。并结合目标地物时序变化设置阈值，对变化区域进行可视化展示，监测结果分别显示监测区域中的增强和减弱两个方向的变化，提供相对全面的变化分布情况。

技术领域

本发明涉及遥感变化监测领域，尤其涉及一种时序雷达影像数据变化监测及可视化方法。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)影像具备全天时、全天候的监测能力，与光学卫星相比，不受云、雾等天气环境干扰，并且SAR影像能够在夜间进行主动成像，数据源较为稳定，可为多云、多雾及多雨区域的土地变化监测提供数据保障。随着社会发展，对于国土变化的监测要求日益提高，同时，为应对日益严重的洪灾、滑坡等自然灾害，对地表的有效监测需求也越来越迫切。传统的人工测量难以满足应用要求，利用SAR影像进行变化监测可为国土监测以及自然灾害应急监测提供新的技术解决手段。

基于云平台方式进行遥感影像分析处理是目前遥感发展的主要方向。云平台可实现对哨兵一号(Sentinel-1)影像的预处理过程，具体的预处理过程包括应用轨道文件、热噪声去除、辐射定标、地形校正等。云平台对SAR影像的在线预处理过程避免了本地计算机对影像的下载与预处理，同时在线的影像快速调用处理，为影像时序分析处理提供了良好的运算与展示平台。

SAR影像采用主动式侧视成像，对地物信息的表达主要是根据接收到的后向散射信号强度进行反映。影响后向散射信号强度的主要因素包括雷达系统的工作参数和地物目标的特性，雷达系统工作参数包括传感器的工作波长，成像过程中的极化方式和入射角等，目标特性包括地物的粗糙度和介电常数等。由于SAR特殊的成像机理，斑点噪声是SAR影像的固有特性，对SAR影像强度图的解译需要尽量降低斑点噪声干扰。

SAR影像变化监测目前主要基于双时相进行，通过构造前、后时相的差异图，并在差异图基础上进行变化图斑提取，差异图变化图斑选取通过自动阈值或者聚类方式生成，均依赖于构造的差异图特征。现有的技术缺陷主要有以下三点。1、基于双时相SAR数据进行，难以避免前、后时相成像随机性造成的虚假变化，例如局部区域风速过高，造成小区域水体后向散射增强，影像中难以判断该处水域是否发生变化；2、变化图斑提取阈值的确定依赖于差异图的构造，对地物的真实变化表现具有一定的局限性，难以准确形容真实目标地物的变化；3、单一时相数据的斑点噪声干扰难以去除，造成对面积较小的目标地物监测虚警率较高，变化监测的应用效果不佳。

发明内容

本发明提供的一种时序雷达影像数据变化监测及可视化方法，旨在解决上述现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

选取监测区域预设时间范围内的雷达影像数据；

根据中值滤波对所述雷达影像数据进行滤波处理，并建立所述监测区域中目标地物的后向散射强度时序散点图；

根据所述后向散射强度时序散点图的分布特征的变化范围，选取变化阈值；

基于三原色原理和所述变化阈值，计算波段合成显示结果并展示变化区域。

作为优选，所述建立所述监测区域中目标地物的后向散射强度时序散点图，包括：

选择所述监测区域内需要绘制的目标地物；

统计当前时相所述目标地物的后向散射强度均值，将所述均值作为当前时相的后向散射强度值；