CH716789B1 - Method for extracting hidden geological structural information from a remote sensing image pair. - Google Patents

Method for extracting hidden geological structural information from a remote sensing image pair. Download PDF

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CH716789B1 CH000066/2020A CH662020A CH716789B1 CH 716789 B1 CH716789 B1 CH 716789B1 CH 000066/2020 A CH000066/2020 A CH 000066/2020A CH 662020 A CH662020 A CH 662020A CH 716789 B1 CH716789 B1 CH 716789B1
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Yang Jianmin
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Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zum Extrahieren von verborgenen geologischen Strukturinformationen aus einem Fernerkundung-Bildpaar. Das Verfahren beinhaltet hauptsächlich die Durchführung von Phasenanreicherung an Fernerkundungsbilddaten aus SLC-Radarbilder und die Extraktion von Strukturinformationen durch Nutzung räumlicher Merkmale, um Strukturinformationen eines verborgenen Bereichs zu erhalten. Das Verfahren in der vorliegenden Erfindung kann die Strukturinformationen des verborgenen Bereichs genau, schnell, wirtschaftlich und effektiv interpretieren. Darüber hinaus eignet sich das Verfahren für die Interpretation von Oberflächenscans, kann verdeckte geologische Strukturinformationen auf der Grundlage eines Oberflächenbereichs interpretieren und hat relativ gute Anwendungsaussichten bei der Führung von Mineralienexploration, der Erkennung verdeckter Ziele, hydrologischer Ressourcen, Ingenieurwesen usw. Darüberhinaus kann das Verfahren Zeit, Arbeitskraft und Materialressourcen sparen und mit der Hälfte des Aufwandes bei der Interpretation der verborgenen geologischen Strukturinformationen die doppelte Leistung erzielen.The present invention discloses a method for extracting hidden geological structure information from a remotely sensed image pair. The method mainly involves performing phase enhancement on remote sensing imagery from SLC radar images and extracting structural information by using spatial features to obtain structural information of a hidden area. The method in the present invention can interpret the structure information of the hidden area accurately, quickly, economically and effectively. In addition, the method is useful for interpreting surface scans, can interpret hidden geological structure information based on a surface area, and has relatively good prospects for application in mineral exploration guidance, hidden target detection, hydrological resources, engineering, etc. In addition, the method can save time, Save manpower and material resources and get twice the performance with half the effort of interpreting the hidden geological structural information.

Description

TECHNISCHER BEREICHTECHNICAL PART

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf dem Gebiet der Technologien zum Extrahieren von verborgenen geologischen Strukturinformationen, insbesondere auf ein Verfahren zum Extrahieren von verborgenen geologischen Strukturinformationen aus einem Fernerkundung-Bildpaar. The present invention relates to the field of technologies for extracting buried geological structure information, more particularly to a method for extracting buried geological structure information from a remote sensing image pair.

HINTERGRUNDBACKGROUND

[0002] Ein verborgener Bereich befindet sich in einer bestimmten Tiefe unter der Erde. In der Regel kann ein Fernerkundungsbild aufgrund der Erdoberflächenbedeckung die geologische Struktur eines verborgenen Gebietes nicht darstellen. Da die geologischen Strukturen an verschiedenen Orten unterschiedlich sind, sind in der Regel die Radarphasen in Bezug auf verschiedene geologische Strukturen auch unterschiedlich. Die effektive Erfassung und Nutzung der Informationen ist ein wichtiger Bestandteil der Verarbeitung von Fernerkundungsbildern. Die Strukturen unter dem Quartärsystem oder der Wüste sind unsichtbar, wobei die Informationen der verborgenen geologischen Strukturen sehr wichtig für die Erforschung der Hydrologie und der Bodenschätze, die Vorbeugung von geologischen Katastrophen, den Ingenieurbau usw. sind. Erstens muss bei der Planung von Reservoiren oder anderen großen Infrastrukturen in einem Gebiet eine verdeckte geologische Verwerfung festgestellt und entsprechend behandelt werden. Zweitens muss eine verdeckte geologische Verwerfung bei der Wasser- oder Mineralienexploration erkannt werden. [0002] A hidden area is located at a certain depth underground. As a rule, a remote sensing image cannot represent the geological structure of a hidden area due to the earth's surface coverage. Since the geological structures are different in different locations, usually the radar phases with respect to different geological structures are also different. Effective collection and use of information is an important part of processing remote sensing imagery. The structures under the Quaternary system or the desert are invisible, while the information of the hidden geological structures is very important for hydrology and mineral resource exploration, geological disaster prevention, engineering construction, etc. First, when designing reservoirs or other major infrastructure in an area, a hidden geological fault must be identified and addressed accordingly. Second, a hidden geological fault must be detected in water or mineral exploration.

[0003] Fragen im Zusammenhang mit verborgenen Strukturen sind seit langem nicht gut gelöst. Es ist schwierig, mit einer herkömmlichen Explorationsmethode eine verborgene geologische Verwerfung zu finden. Versteckte geologische Strukturinformationen können durch geologische Felduntersuchungen grundsätzlich nicht erkannt werden. Darüberhinaus hat eine bestehende Methode zur Interpretation von verborgenen geologischen Strukturinformationen mit Hilfe eines optischen Fernerkundungsbildes und Radardaten eine geringe Genauigkeit. Eine geophysikalische Technologie kann eine hohe Interpretationsgenauigkeit erreichen, hat aber hohe Kosten. Auch handelt es sich bei den durch geophysikalische Verfahren erkundenden Verwerfungen in der Regel um punktförmige Verwerfungen, bei denen es sich um punktförmige, verdeckte geologische Strukturinformationen handelt, die nicht auf einer Oberfläche eines Bereichs basieren. Daher kann diese Methode den tatsächlichen Anforderungen nicht gut gerecht werden. Hidden structure issues have not been well resolved for a long time. It is difficult to find a hidden geological fault using a traditional exploration method. In principle, hidden geological structural information cannot be recognized by geological field investigations. In addition, an existing method for interpreting hidden geological structural information using an optical remote sensing image and radar data has low accuracy. A geophysical technology can achieve high interpretation accuracy, but has a high cost. Also, the faults explored by geophysical techniques are typically point faults, which are point-like, buried geological structural information that are not based on a surface of an area. Therefore, this method cannot meet actual needs well.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

[0004] Ein Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zum Extrahieren verborgener geologischer Strukturinformationen aus einem Fernerkundung-Bildpaar bereitzustellen, um die Probleme zu lösen, dass eine bestehende Methode zur Interpretation verborgener geologischer Strukturinformationen hohe Kosten verursacht und geringe Genauigkeit aufweist und verborgene geologische Strukturinformationen auf der Grundlage einer Oberfläche eines Bereichs nicht interpretieren kann. An object of this invention is to provide a method for extracting hidden geological structure information from a pair of remote sensing images to solve the problems that an existing method for interpreting hidden geological structure information is high in cost and low in accuracy and hidden geological structure information cannot interpret based on a surface of an area.

[0005] Um das oben genannte Ziel zu erreichen, bietet die vorliegende Erfindung die folgende Lösung: Es wird ein Verfahren zum Extrahieren verborgener geologischer Strukturinformationen aus einem FernerkundungBildpaar bereitgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Erhalt des Bildpaares mit zwei zur Interferenz verfügbaren Bilder, das in einem vorgegebenen zeitlichen Abstand in einemselben Abbildungsbereich erhalten wird; Vorverarbeitung der Daten jedes Bildes im Bildpaar zur Erzeugung eines zu interferierenden Bildpaares, wobei das zu interferierende Bildpaar Single-Look-Complex -Radarbilder (oder SLC-Radarbilder) der beiden Bilderenthält; Berechnen einer interferometrischen Phase zwischen den zwei SLC-Radarbildern in dem zu interferierenden Bildpaar, wobei die interferometrische Phase während der zwei Abbildungszeiten im vorgegebenen zeitlichen Abstand im Abbildungsbereich die folgenden Informationen enthält: Oberflächendeformationsinformationen, topographische Informationen, eine Referenzellipsoid-Trendphase, die sich aus einer Erdkrümmung, einem Bahnfehler, einem atmosphärischen Effekt, und Rauschinformationen, die sich aus der räumlich-zeitlichen Dekorrelation ergeben; Durchführung einer Basislinienschätzung in Abhängigkeit des zu interferierenden Bildpaares und der interferometrischen Phase, um eine interferierte Bildpaar-Basislinie zu erhalten; Entfernen eines Flache-Erde-Effekts des Abbildungsbereichs gemäß der interferierten Bildpaar-Basislinie und der interferometrischen Phase, um eine interferometrische Phase nach der Entfernung des Flache-Erde-Effekts zu erzeugen, wobei die interferometrische Phase nach der Entfernung des Flache-Erde-Effekts die Oberflächendeformationsinformation und die topographische Informationen zwischen den zwei unterschiedlichen Abbildungszeiten für den Abbildungsbereich enthält; Gewinnung einer Elevationsphase des Abbildungsbereichs; Bestimmung einer differentiellen Phase auf Grund der interferometrischen Phase nach Entfernung des Flache-Erde-Effekts und der Elevationsphase; Durchführung eines Phasenabwickelns (phase unwrapping) auf Grund der differentiellen Phase zur Erzeugung einer Phasenabwicklung; Durchführung einer Geokodierung auf Grund der Phasenabwicklung zur Erzeugung einer kodierten Phasenabwicklung, wobei die kodierte Phasenabwicklung Koordinateninformationen des Abbildungsbereichs enthält; Überlagerung der kodierten Phasenabwicklung mit geologischen Informationen, Strukturinformationen, und einem zuvor erhaltenen optischen Fernerkundung-Bildpaars für den Abbildungsbereichs unter Verwendung einer Plattform eines Geographischen Informationssystems oder Geoinformationssystems (GIS), um einen überlagerten integrierten Informationsgraphen zu erzeugen; Durchführung einer geologischen Bildinterpretation des überlagerten integrierten Informationsgraphen, um ein Interpretationsbild der verborgenen Strukturinformationen im Abbildungsbereich zu erzeugen und Extrahieren der verborgenen geologischer Strukturinformationen vom Interpretationsbild der verborgenen Strukturinformationen; und Auslesen der verborgenen Strukturinformationen in des Abbildungsbereichs aus dem Interpretationsbild der verborgenen Strukturinformationen.In order to achieve the above object, the present invention provides the following solution: A method for extracting hidden geological structure information from a pair of remote sensing images is provided, the method comprising the steps of: obtaining the pair of images with two images available for interference, obtained at a predetermined time interval in a same imaging area; preprocessing the data of each image in the image pair to produce an image pair to be interfered with, the image pair to be interfered containing single look complex (or SLC) radar images of the two images; Calculating an interferometric phase between the two SLC radar images in the pair of images to be interfered, the interferometric phase during the two imaging times in the predetermined time interval in the imaging area containing the following information: surface deformation information, topographic information, a reference ellipsoid trend phase resulting from a curvature of the earth , an orbital error, an atmospheric effect, and noise information resulting from spatiotemporal decorrelation; performing a baseline estimation as a function of the image pair to be interfered and the interferometric phase to obtain an interfered image pair baseline; removing a flat-earth effect of the imaging region according to the interfered image-pair baseline and the interferometric phase to produce a post-flat-earth-effect-removal interferometric phase, wherein the post-flat-earth-effect-removal interferometric phase is the surface deformation information and containing topographical information between the two different imaging times for the imaging area; obtaining an elevation phase of the imaging region; determining a differential phase based on the interferometric phase after removing the flat earth effect and the elevation phase; performing phase unwrapping based on the differential phase to produce a phase unwrapping; performing geocoding based on the phase unwrapping to produce an encoded phase unwrapping, the encoded phase unwrapping containing coordinate information of the imaging region; overlaying the encoded phase unwrapping with geological information, structural information, and a previously obtained optical remote sensing image pair for the imaging area using a geographic information system or geographic information system (GIS) platform to generate an overlaid integrated information graph; performing a geological image interpretation of the superimposed integrated information graph to generate a hidden structure information interpretation image in the imaging region and extracting the hidden geological structure information from the hidden structure information interpretation image; and reading out the hidden structure information in the imaging region from the hidden structure information interpretation image.

[0006] Nach bestimmten Ausführungsformen, die in der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, offenbart die vorliegende Erfindung folgende technische Wirkungen: Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Extrahieren von verborgenen geologischen Strukturinformationen aus einem Fernerkundung-Bildpaar zur Verfügung. Das Verfahren beinhaltet hauptsächlich die Durchführung von Phasenanreicherung an Fernerkundung-Bilddaten und das Extrahieren von Strukturinformationen durch Nutzung räumlicher Merkmale, um Strukturinformationen eines verborgenen Bereichs zu erhalten. Das Verfahren in der vorliegenden Erfindung kann die Strukturinformationen des verborgenen Bereichs genau, schnell, wirtschaftlich und effektiv interpretieren. Darüber hinaus eignet sich das Verfahren zur Interpretation von Oberflächenscans, kann verborgene geologische Strukturinformationen auf der Grundlage eines Oberflächenbereichs interpretieren und hat relativ gute Anwendungsaussichten bei der Führung von Mineralienexploration, der Erkennung verdeckter Ziele, hydrologischer Ressourcen, Ingenieurwesen usw. Darüberhinaus kann das Verfahren Zeit, Arbeitskraft und Materialressourcen sparen und mit der Hälfte des Aufwandes bei der Interpretation der verborgenen geologischen Strukturinformationen die doppelte Leistung erzielen.According to certain embodiments provided in the present invention, the present invention reveals the following technical effects: The present invention provides a method for extracting hidden geological structure information from a remote sensing image pair. The method mainly involves performing phase enhancement on remotely sensed imagery and extracting structural information by using spatial features to obtain structural information of a hidden area. The method in the present invention can interpret the structure information of the hidden area accurately, quickly, economically and effectively. In addition, the method is suitable for interpreting surface scans, can interpret hidden geological structure information based on a surface area, and has relatively good prospects of application in mineral exploration guidance, hidden target detection, hydrological resources, engineering, etc. In addition, the method saves time, manpower and save material resources and achieve twice the performance with half the effort in interpreting the hidden geological structure information.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0007] Um die technischen Lösungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bzw. im Stand der Technik deutlicher zu beschreiben, werden im Folgenden die in den Ausführungsformen erforderlichen Begleitzeichnungen kurz beschrieben. Figur 1 ist ein Flussdiagramm eines erfindungsgemässen Verfahrens zum Extrahieren von verborgenen geologischen Strukturinformationen aus einem Fernerkundung-Bildpaar; Figur 2 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Verfahrens zum Extrahieren von verborgenen geologischen Strukturinformationen aus einem Fernerkundung-Bildpaar; und Figur 3 ist ein schematisches Diagramm eines Interpretationsbildes von verborgenen Strukturinformationen und ein Verifikationsergebnis der verborgenen Strukturinformationen gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei Figur 3(a) ein Interpretationsbild von verborgenen Strukturinformationen zeigt, die durch die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens erhalten wurden, und Figur 3(b) ein schematisches Diagramm einer verifizierten verborgenen Strukturinformation ist.In order to describe the technical solutions in the embodiments of the present invention or in the prior art more clearly, the accompanying drawings required in the embodiments are briefly described below. FIG. 1 is a flow diagram of a method according to the invention for extracting hidden geological structure information from a remote sensing image pair; FIG. 2 is a schematic representation of a method according to the invention for extracting hidden geological structure information from a remote sensing image pair; and Figure 3 is a schematic diagram of an interpretation image of hidden structure information and a verification result of the hidden structure information according to the present invention, wherein Figure 3(a) shows an interpretation image of hidden structure information obtained by applying the method of the present invention, and Figure 3( b) is a schematic diagram of verified hidden structure information.

AUSFÜHRLICHE DARSTELLUNGDETAILED PRESENTATION

[0008] Im Folgenden werden die technischen Lösungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Figuren in einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Offenbar sind die beschriebenen Ausführungsformen eher einige als alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Alle anderen Ausführungsformen, die von einem Fachmann auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung ohne schöpferische Anstrengungen hergestellt werden, fallen ebenso in den Schutzbereich dieser Erfindung. In the following, the technical solutions in the embodiments of the present invention are described with reference to the associated figures in some embodiments of the present invention. It is evident that the described embodiments are some rather than all embodiments of the present invention. All other embodiments made by a person skilled in the art based on the present invention without any creative effort also fall within the scope of this invention.

[0009] Ein Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zur Extraktion verborgener geologischer Strukturinformationen aus einem Fernerkundung-Bildpaar bereitzustellen, um die Probleme zu lösen, dass eine bestehende Methode zur Interpretation verborgener geologischer Strukturinformationen hohe Kosten verursacht und geringe Genauigkeit aufweist und verborgene geologische Strukturinformationen auf der Grundlage eines Oberflächenbereichs nicht interpretieren kann. An object of this invention is to provide a method for extracting hidden geological structure information from a pair of remote sensing images to solve the problems that an existing method for interpreting hidden geological structure information is high in cost and low in accuracy and hidden geological structure information cannot interpret based on a surface area.

[0010] Um die Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung deutlicher und leichter verständlich zu machen, wird im Folgenden die vorliegende Erfindung anhand der beiliegenden Figuren näher beschrieben. In order to make the objects, features and advantages of the present invention clearer and easier to understand, the present invention is described in more detail below with reference to the accompanying figures.

[0011] Figur 1 ist ein Flussdiagramm eines erfindungsgemässen Verfahrens zum Extrahieren von verborgenen geologischen Strukturinformationen aus einem Fernerkundung-Bildpaar. Figur 2 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Verfahrens zum Extrahieren von verborgenen geologischen Strukturinformationen aus einem Fernerkundung-Bildpaar. Unter Bezugnahme auf Figur 1 und Figur 2 umfasst das erfindungsgemässe Verfahren zum Extrahieren von verborgenen geologischen Strukturinformationen aus einem Fernerkundung-Bildpaar insbesondere die folgenden Schritte: Schritt 101: Erhalt des Bildpaares mit zwei zur Interferenz verfügbaren Bilder, das in einem vorgegebenen zeitlichen Abstand in einemselben Abbildungsbereich erhalten wird.[0011] FIG. 1 is a flowchart of a method according to the invention for extracting hidden geological structure information from a pair of remote sensing images. FIG. 2 is a schematic representation of a method according to the invention for extracting hidden geological structural information from a pair of remote sensing images. With reference to Figure 1 and Figure 2, the method according to the invention for extracting hidden geological structure information from a remote sensing image pair comprises in particular the following steps: Step 101: Obtaining the image pair with two images available for interference, which is at a predetermined time interval in the same imaging area is obtained.

[0012] Ein Zielbereich wird als Abbildungsbereich verwendet, und ein anfängliches Bildpaar mit mindestens zwei zur Interferenz verfügbaren Bilderwird in demselben Abbildungsbereich erhalten. Das erste Bildpaar enthält Radar-Bilddaten von zwei Bilder in einem L-Band. Die Radarbilddaten enthalten Intensitäts- und Phaseninformationen, und der Abstand zwischen den Erhaltzeitpunkten der Radarbilddaten beider Bilderbeträgt vorzugsweise etwa ein Jahr. A target area is used as the imaging area and an initial image pair with at least two images available for interference is obtained in the same imaging area. The first pair of images contains radar image data from two images in an L-band. The radar image data contains intensity and phase information and the interval between the time of receipt of the radar image data of both images is preferably about one year.

[0013] Ein Bildpaar mit zwei zur Interferenz verfügbaren Bilder, das in einem vorgegebenen zeitlichen Abstand in einem gleichen Abbildungsbereich erhalten wird, wird vorzugsweise aus mehreren Ausgangsbildpaaren ausgewählt, d.h. kohärente Radar-Bilddaten zweier Bilder in einem Zeitintervall von einem Jahr in einem L-Band werden als bevorzugtes Bildpaar für die nachfolgende Verarbeitung ausgewählt. Schritt 102: Vor vererarbeitung oder Vererarbeitung (¿(Vor-)verarbeitung¿) der Daten jedes Bilders im Bildpaar, um ein zu interferierendes Bildpaar zu erzeugen.An image pair with two images available for interference obtained in a given time interval in a same imaging area is preferably selected from several output image pairs, i.e. coherent radar image data of two images in a time interval of one year in an L-band are selected as the preferred pair of images for subsequent processing. Step 102: before processing or processing (¿(pre)processing¿) the data of each image in the image pair to produce an image pair to be interfered.

[0014] Die (Vor-)verarbeitung, einschließlich Fokussierung, Multi-Look-Verarbeitung, Registrierung, Filterung, radiometrische Kalibrierung, Geometriekorrektur und Verbesserungsverarbeitung, wird auf Daten jedes Bildes im bevorzugten Bildpaar durchgeführt, um SLC-Radar-Bilddaten der beiden Bilderals ein zu interferierendes Bildpaar zu erzeugen. Der Vorverarbeitungsprozess des Bildpaares kann beispielsweise durch den Einsatz von Radarverarbeitungssoftware (z.B. GAMMA-Software) realisiert werden. Schritt 103: Berechnen einer interferometrische Phase zwischen den Single-Look-Complex-Radarbildern (SLC-Radarbildern) der beiden Bilder im zu interferierenden Bildpaar.(Pre)processing, including focusing, multi-look processing, registration, filtering, radiometric calibration, geometry correction and enhancement processing, is performed on data of each image in the preferred image pair to combine SLC radar image data of the two images as one generate the pair of images to be interfered with. The pre-processing process of the image pair can be realized, for example, by using radar processing software (e.g. GAMMA software). Step 103: Calculate an interferometric phase between the single look complex radar images (SLC radar images) of the two images in the image pair to be interfered.

[0015] Ein Radar-Phasen-Prinzip zeigt, dass sich Mikrotopographie- und Kriechinformationen hochpräzise in Phasen ausdrücken lassen. Eine solche mikrotopografische Verformung ist unsichtbar und kann nicht durch ein optisches Verfahren erreicht werden. Um solche Mikrotopographie- und Kriechinformationen zu erhalten, sollte daher eine Radar-Phaseninformationsextraktionsmethode verwendet werden, um schwache Änderungsinformationen aus starken Verformungen zu erhalten. Daher kann die vorliegende Erfindung auch als ein Verfahren zur verstärkten Verstärkung von schwachen Änderungsinformationen betrachtet werden. A radar phase principle shows that microtopography and creep information can be expressed in phases with high precision. Such micro-topographical deformation is invisible and cannot be achieved by an optical process. Therefore, to obtain such microtopography and creep information, a radar phase information extraction method should be used to obtain weak change information from strong deformations. Therefore, the present invention can also be considered as a method for enhanced amplification of weak change information.

[0016] Wie in Figur 2 gezeigt, umfasst eine Phasendifferenzverarbeitung schwacher Informationen in der vorliegenden Erfindung hauptsächlich Phaseninterferenz, Hilfsphasengewinnung, Phasendifferenzverarbeitung und Phasenauswickelung. Das Verfahren zur Verarbeitung von Phaseninterferenzen umfasst drei Datenverarbeitungsverfahren: Phaseninterferenz, Abschätzung der Basislinie und Beseitigung des Erdtrends (earth trend removal). As shown in Figure 2, phase difference processing of weak information in the present invention mainly includes phase interference, auxiliary phase extraction, phase difference processing and phase unwrapping. The phase interference processing method involves three data processing methods: phase interference, baseline estimation, and earth trend removal.

[0017] Phaseninterferenz bedeutet die Abschätzung von SLC-Radarbildern in dem zu interferierenden Bildpaares, um eine interferometrische Phase zwischen ¿ den SLC-Radarbildern der beiden Bilder des zu interferierenden Bildpaares zu berechnen. [0017] Phase interference means the estimation of SLC radar images in the image pair to be interfered in order to calculate an interferometric phase between the SLC radar images of the two images of the image pair to be interfered.

[0018] Die interferometrische Phase umfasst die ¿ ¿defInformation über die Oberflächenverformung während zweier Abbildungszeiten im Abbildungsbereichs und beinhaltet auch topographische Informationen ¿topo, eine Referenzellipsoid-Trendphase, ¿flatdie sich aus einer Erdkrümmung, einem Bahnfehler ¿orbit, einem atmosphärischen Effekt ¿atmos, und Rauschinformationen ¿noiseaus der räumlich-zeitlichen Dekorrelation ergibt, also: ¿ = ¿def+ ¿topo+ ¿flat+ ¿orbit+ ¿atmos+ ¿noise(1) Schritt 104: Durchführung einer Basislinienschätzung in Abhängigkeit vom zu interferierenden Bildpaar und der interferometrischen Phase, um eine interferierte Bildpaar-Basislinie zu erhalten.The interferometric phase includes the ¿ ¿definformation about the surface deformation during two imaging times in the imaging area and also includes topographic information ¿topo, a reference ellipsoid trend phase, ¿flat, which results from a curvature of the earth, an orbital error ¿orbit, an atmospheric effect ¿atmos, and noise information ¿noise results from the spatial-temporal decorrelation, i.e.: ¿ = ¿def+ ¿topo+ ¿flat+ ¿orbit+ ¿atmos+ ¿noise(1) Step 104: Carry out a baseline estimation depending on the image pair to be interfered and the interferometric phase in order to get an interfered Obtain image pair baseline.

[0019] Die Basislinienschätzung wird hauptsächlich zur Schätzung eines Datenmerkmals und der Qualität eines zu störenden Bildes durch Analyse von Satellitenbahninformationen eingesetzt. In der vorliegenden Erfindung wird die Basislinienschätzung in Abhängigkeit vom zu interferierenden Bildpaar und der interferometrischen Phase durchgeführt, um die Basislinie des interferierten Bildpaares ¿ zu erhalten. Die Grundlinie des interferierten Bildpaares umfasst eine horizontale und eine vertikale Grundlinie. Schritt 105: Entfernen eines Flache-Erde-Effekts (Flat-Earth-Effect) des Abbildungsbereichs gemäß der interferierten Bildpaar-Basislinie und der interferometrischen Phase, um nach der Entfernung des Flache-Erde-Effekts eine interferometrische Phase zu erzeugen.The baseline estimation is mainly used for estimating a data feature and the quality of an image to be disturbed by analyzing satellite orbit information. In the present invention, the baseline estimation is performed as a function of the image pair to be interfered and the interferometric phase in order to obtain the baseline of the interfered image pair ¿. The baseline of the interfered image pair includes a horizontal and a vertical baseline. Step 105: Remove a flat earth effect of the imaging region according to the interfered image pair baseline and the interferometric phase to produce an interferometric phase after flat earth effect removal.

[0020] Während der Interferenzverarbeitung kann ein Bahnparameter verwendet werden, um den Referenzellipsoid-Phasentrend ¿flatzu entfernen. Im Allgemeinen ist bei einer relativ kurzen Basislinie der Bahnfehler ¿orbitrelativ klein und kann ignoriert werden, während die Rauschinformation durch Filterung unterdrückt werden kann ¿noise. Ein durch den atmosphärischen Effekt verursachter Messfehler ¿atmosmanifestiert sich als niederfrequente Information im räumlichen Maßstab und kann ignoriert werden. During interference processing, an orbit parameter can be used to remove the reference ellipsoid phase trend ¿flat. In general, with a relatively short baseline, the orbital error is relatively small and can be ignored, while the noise information can be suppressed by filtering ¿noise. A measurement error caused by the atmospheric effect ¿atmos manifests itself as low-frequency information on a spatial scale and can be ignored.

[0021] Der Flache-Erde-Effekt des Zielbereichs wird mit Hilfe der Bildpaar-Basislinie und der interferometrischen Phase entfernt, um die interferometrische Phase ¿ynach der Entfernung des Flache-Erde-Effekts zu erhalten. Die interferometrische Phase ¿ynach der Entfernung des Flache-Erde-Effekts, die nach der vorhergehenden Bearbeitung erhalten wurde, umfasst hauptsächlich eine Mikrotopographiephase und eine Mikrodeformationsphase, d. h. : ¿y= ¿def+ ¿topo(2) Schritt 106: Gewinnung einer Elevationsphase des Abbildungsbereichs.The flat earth effect of the target area is removed using the image pair baseline and the interferometric phase to obtain the interferometric phase γ after flat earth effect removal. The interferometric phase ¿y after removal of the flat-earth effect, obtained after the previous processing, mainly comprises a micro-topography phase and a micro-deformation phase, i. H. : ¿y= ¿def+ ¿topo(2) Step 106: Obtain an elevation phase of the mapping region.

[0022] Das Verfahren der Gewinnung einer Hilfselevationsphase umfasst hauptsächlich die Umschaltung der Elevationsphase und den Konstruktionsprozess eines Hilfsunterdrückungsparameters. Zuerst wird ein digitales Elevationsmodell (DEM) des Abbildungsbereichs erhalten und eine Elevationsphase ¿mdes Abbildungsbereichs durch Elevationsphasenumschaltung auf Grund einer Höheninformation (d.h. Höheninformation m) im DEM erzeugt. Dieser Prozess kann mit Hilfe von Software realisiert werden. Schritt 107: Bestimmung einer differentiellen Phase auf Grund der interferometrischen Phase nach Entfernung bzw. Abtragung des Flache-Erde-Effekts und der Elevationsphase.The method of obtaining an auxiliary elevation phase mainly includes the switching of the elevation phase and the construction process of an auxiliary suppression parameter. First, an elevation digital model (DEM) of the imaging area is obtained, and an elevation phase m of the imaging area is generated by elevation phase switching based on height information (i.e., height information m) in the DEM. This process can be realized with the help of software. Step 107: Determination of a differential phase due to the interferometric phase after removal of the flat earth effect and the elevation phase.

[0023] Ein Hauptprinzip der vorliegenden Erfindung ist, dass Merkmale der Mikrogeomorphologie und Mikrodeformation verborgene Strukturinformationen widerspiegeln können, und die geologische Feldinterpretation wird ebenfalls auf der Grundlage der Mikrogeomorphologie und Mikrodeformation durchgeführt. Einige verborgene Strukturen hängen tatsächlich mit der Mikrogeomorphologie und der Mikrodeformation zusammen. Herkömmliche interferometrische Radargeräte mit synthetischer Apertur (TNSAR) und D-INSAR (Differential InSAR) konzentrieren sich jedoch nur auf die offensichtliche Geomorphologie und schwerwiegende Deformationen, ignorieren aber die Mikrodeformation. Daher ist deren Genauigkeit bei der Interpretation verborgener Strukturen gering. A main principle of the present invention is that features of microgeomorphology and microdeformation can reflect hidden structural information, and geological field interpretation is also performed based on microgeomorphology and microdeformation. Some hidden structures are actually related to microgeomorphology and microdeformation. However, conventional interferometric synthetic aperture radars (TNSAR) and D-INSAR (Differential InSAR) only focus on the apparent geomorphology and severe deformations, but ignore the microdeformation. Therefore, their accuracy in interpreting hidden structures is low.

[0024] In der vorliegenden Erfindung kann die Mikrotopographie und Mikroverformung durch die Einstellung eines virtuellen Verstärkungsparameters K verbessert werden, um die Genauigkeit bei der Interpretation verborgener Strukturinformationen zu erhöhen. In the present invention, the micro-topography and micro-deformation can be improved by adjusting a virtual gain parameter K to increase the accuracy in interpreting hidden structural information.

[0025] Das Verfahren zur Gewinnung einer Hilfselevationsphase in der vorliegenden Erfindung umfasst ferner die Voreinstellung von Höheninformationen. Unter der Annahme, dass es sich bei der Höheninformation um eine Höheninformation m handelt, kann die ¿mPhaseninformation durch eine Elevationsphasenumschaltung gewonnen werden. Ein Hilfsunterdrückungsparameter (d.h. ein Phasenformat K zur Überprüfung von Informationsparametern) wird konstruiert, um starke Störungen zu unterdrücken und schwache Störungen zu verstärken. The method for obtaining an auxiliary elevation phase in the present invention further includes presetting altitude information. Assuming that the height information is height information m, the m phase information can be obtained by an elevation phase switch. An auxiliary rejection parameter (i.e. a phase format K for checking information parameters) is constructed to reject strong noise and enhance weak noise.

[0026] Es wird das Phasenformat K zur Überprüfung der Informationsparameter eingeführt, um aus der Phaseninformation eine Hilfselevationsphase zu erhalten ¿x¿m: ¿x= K × ¿m(3)wobei ¿mdie Elevationsphase, K das Phasenformat der Überprüfung von Informationsparametern und die Hilfselevationspase ¿xist. The phase format K for checking the information parameters is introduced in order to obtain an auxiliary elevation phase ¿x¿m from the phase information: ¿x= K × ¿m(3)where ¿m is the elevation phase, K is the phase format for checking information parameters and the auxiliary elevation phase is ¿x.

[0027] Die differentielle Phasenkorrektur wird auf der Hilfselevationsphase ¿xdurchgeführt, um starke Verformungsinformationen zu unterdrücken und schwache Verformungsinformationen zu verbessern oder zu verstärken. Konkret beinhaltet die Phasendifferenzverarbeitung die Bestimmung einer differentiellen Phase ¿zauf Grund der interferometrischen Phase ¿ynach Entfernung des Flache-Erde-Effekts und der Hilfslevationsphase ¿x. ¿z= ¿y- ¿x(4) Schritt 108: Durchführung eines Phasenabwickelns (phase unwrapping) auf Grund der differentiellen Phase zur Erzeugung einer Phasenabwicklung.The differential phase correction is performed on the auxiliary elevation phase ¿x to suppress strong deformation information and to enhance or enhance weak deformation information. Specifically, the phase difference processing involves determining a differential phase ¿z due to the interferometric phase ¿y after removing the flat-earth effect and the auxiliary elevation phase ¿x. ¿z= ¿y- ¿x(4) Step 108: Perform phase unwrapping based on the differential phase to generate a phase unwrapping.

Die Phaseabwicklung umfasst speziell:The phase handling specifically includes:

[0028] Durchführung des Phasenabwickelns nach der Differentialphase ¿zunter Verwendung einer Zweigschnittbereichswachstumsmethode, einer Minimum Cost Flow Methode, einer Methode der kleinsten Quadrate, einer Mehrgittermethode oder eines Greenschen Funktionsverfahrens, um die Phasenabwicklung zu erzeugen. Der oben erwähnte Prozess zur Phasenabwicklung kann mit Hilfe von Software realisiert werden. Schritt 109: Durchführung einer Geokodierung auf Grund der Phasenabwicklung zur Erzeugung einer kodierten Phasenabwicklung.Perform phase unwrapping after the differential phase using a branch intersection growth method, a minimum cost flow method, a least squares method, a multigrid method, or a Green's function method to generate the phase unwrapping. The phase handling process mentioned above can be realized with the help of software. Step 109: perform geocoding on the basis of the phase unwrapping to produce an encoded phase unwrapping.

[0029] Die Phasenabwicklung und Geokodierung erfolgt auf der ¿zdurch eine Phasendifferenzverarbeitung ermittelten Phase unter Verwendung der Hilfselevationsphase, wobei die Geokodierung hauptsächlich zur Eingabe von geographischen Koordinaten für ein Bild unter Verwendung von Satellitenbahnparametern verwendet wird. Verborgene Strukturinformationen können durch geologische Interpretation aus einem kodierten Bild extrahiert werden. [0029] Phase unwrapping and geocoding is performed on the phase determined by phase difference processing using the auxiliary elevation phase, geocoding being used primarily to input geographic coordinates for an image using satellite orbit parameters. Hidden structural information can be extracted from an encoded image through geological interpretation.

[0030] In der vorliegenden Erfindung wird die Geokodierung nach der Phasenabwicklung durchgeführt, um eine kodierte Phasenabwicklung zu erzeugen, wobei die kodierte Phasenabwicklung Koordinateninformationen des Abbildungsbereichsenthält, d.h. Längen- und Breitengradinformationen von Punkten des Zielbereichs. Schritt 110: Überlagerung der kodierten Phasenabwicklung mit geologischen Informationen, Strukturinformationen, und einem zuvor erhaltenen optischen Fernerkundung-Bildpaars für den Abbildungsbereichsunter Verwendung einer Plattform eines Geographischen Informationssystems oder Geoinformationssystems (GIS), um einen überlagerten integrierten Informationsgraphen zu erzeugen.In the present invention, geocoding is performed after the phase unwrapping to generate an encoded phase unwrapping, the encoded phase unwrapping containing coordinate information of the imaging area, i.e. longitude and latitude information of points of the target area. Step 110: Overlay the encoded phase unwrapping with geological information, structural information, and a previously obtained optical reconnaissance image pair for the imaging area using a geographic information system or geographic information system (GIS) platform to create an overlaid integrated information graph.

[0031] Ein Verfahren zum Extrahieren von Strukturinformationen in der vorliegenden Erfindung umfasst nach Figur 2 im Wesentlichen drei Schritte: Informationsüberlagerung, Informationsanalyse, geologische Interpretations- und Informationsextraktion. According to FIG. 2, a method for extracting structural information in the present invention essentially comprises three steps: information overlay, information analysis, geological interpretation and information extraction.

Der Prozess der Tnformationsüberlagerung umfasst:The information overlay process includes:

[0032] Erhalten von geologischen Informationen, Strukturinformationen, und einem optischen Fernerkundung-Bildpaar eines Zielbereichs; und Überlagern einer kodierten Phasenabwicklung, geologischer Informationen, Strukturinformationen, und eines zuvor erhaltenen optischen Fernerkundung-Bildpaars unter Verwendung einer GIS-Plattform (Geographisches Informationssystem oder Geoinformationssystem), um einen überlagerten integrierten Informationsgraphen zu erzeugen. obtaining geological information, structural information, and an optical remote sensing image pair of a target area; and overlaying an encoded phase unwrapping, geological information, structural information, and a previously obtained optical remote sensing image pair using a GIS (Geographical Information System or Geographical Information System) platform to generate an overlaid integrated information graph.

[0033] Das GIS kann verschiedene Arten von relevanten Informationen nach bestimmten Koordinaten von Bodenobjektinformationen überlagern. Wenn das GIS zur Überlagerung von Multi-Element-Informationen verwendet wird, müssen zunächst genaue Notizen für die Projektionsparameter der verschiedenen Informationen bereitgestellt werden, und die Projektionsparameter der Informationen müssen vereinheitlicht werden, so dass ein gleiches Erdmodell, ein gleicher Projektionsmodus, eine gleiche Markierung usw. für die Informationen verwendet werden, um Positionsfehler oder andere Fehler zu vermeiden. Dann wird für jede Art von Information eine Schicht bereitgestellt. Zum Beispiel, wenn MAPGIS (ein allgemeines Hilfsprogramm: Software für geographische Informationssysteme) für die Verarbeitung verwendet wird, muss auf einigen Karten eine Reorganisation von ¿Punkt¿, ¿Linie¿ oder ¿Gebiet¿ durchgeführt werden. ¿Punkt¿ steht für Text- und Markierungsinformationen; ¿Linie¿ steht für eine Verwerfung, verschiedene geologische Grenzen usw.; und ¿Fläche¿ steht für einen geologischen Körper usw. Abschließend werden mit Hilfe der GIS-Plattform verschiedene Informationsarten überlagert und ein überlagerter integrierter Informationsgraph ausgegeben. Der überlagerte integrierte Informationsgraph umfasst eine vektorisierte Fernerkundungsschicht, eine Strukturschicht und eine geologische Schicht. Schritt 111: Durchführung einer geologischen Bildinterpretation des überlagerten integrierten Informationsgraphen, um ein Interpretationsbild der verborgenen Strukturinformationen im Abbildungsbereich zu erzeugen.The GIS can overlay various kinds of relevant information according to certain coordinates of ground object information. When the GIS is used to overlay multi-element information, accurate notes for the projection parameters of the various information must first be provided, and the projection parameters of the information must be unified, so that the same earth model, projection mode, mark, etc .for the information used to avoid position errors or other errors. Then, a layer is provided for each type of information. For example, when MAPGIS (a general utility: software for geographic information systems) is used for processing, a reorganization of ¿point¿, ¿line¿ or ¿area¿ must be performed on some maps. ¿dot¿ stands for text and marker information; ¿line¿ represents a fault, various geological boundaries, etc.; and ¿Area¿ stands for a geological body, etc. Finally, using the GIS platform, various types of information are overlaid and an overlaid integrated information graph is output. The overlaid integrated information graph includes a vectorized remote sensing layer, a structural layer, and a geological layer. Step 111: perform geological image interpretation of the overlaid integrated information graph to generate an interpretation image of the hidden structure information in the imaging area.

[0034] Die Projektionstransformation und die Koordinatenregistrierung werden auf der vektorisierten Fernerkundungsschicht, der strukturellen Schicht und der geologischen Schicht unter Verwendung der GIS-Plattform durchgeführt; und es wird eine Schnittmengenanalyse, Diskriminanzanalyse, gewichtete Überlagerungsanalyse oder eine andere umfassende Verarbeitung durchgeführt, um eine Form, Intensität und Raumverteilungsregel und deren Bedeutung zu untersuchen, um vorläufig eine Struktur zu identifizieren. Darüberhinaus werden verschiedene Arten von Informationen auf der GIS-Plattform umfassend analysiert. Dann, mit Bezug auf Hilfsinformationen, die durch geologische Felduntersuchungen, die Global Positioning System (GPS)-Positionierungstechnologie usw. gewonnen wurden, wird eine geologische Interpretationsmethode verwendet, um die Struktur auf der Grundlage der umfassenden Analyse von Multi-Quellen-Informationen genau zu identifizieren, um ein Interpretationsbild der verborgenen Strukturinformationen zu erzeugen. Aus der identifizierten Struktur werden Strukturinformationen entsprechend dem Interpretationsbild der verborgenen geologischen Strukturinformationen extrahiert. Schritt 112: Auslesen von verborgenen Strukturinformationen für den Abbildungsbereich aus dem Interpretationsbild der verborgenen Strukturinformationen.The projection transformation and the coordinate registration are performed on the vectorized reconnaissance layer, the structural layer and the geological layer using the GIS platform; and intersection analysis, discriminant analysis, weighted overlay analysis, or other comprehensive processing is performed to examine a shape, intensity, and spatial distribution rule and their meaning to tentatively identify a structure. In addition, various types of information are extensively analyzed on the GIS platform. Then, with reference to auxiliary information obtained through geological field surveys, Global Positioning System (GPS) positioning technology, etc., a geological interpretation method is used to accurately identify the structure based on the comprehensive analysis of multi-source information to generate an interpretation image of the hidden structural information. Structural information is extracted from the identified structure according to the interpretation image of the hidden geological structural information. Step 112: Extract hidden structure information for the imaging region from the hidden structure information interpretation image.

[0035] Das Interpretationsbild der verborgenen Strukturinformationen umfasst verborgene Strukturinformationen wie z.B. einen verborgenen Hauptfehler, einen verborgenen Fehler, einen spekulativen verborgenen Fehler und eine kreisförmige Struktur. Verborgene Strukturinformationen im Abbildungsbereich können aus dem Interpretationsbild der verborgenen Strukturinformationen ausgelesen werden. The hidden structure information interpretation image includes hidden structure information such as a main hidden fault, a hidden fault, a speculative hidden fault, and a circular structure. Hidden structure information in the imaging area can be read out from the hidden structure information interpretation image.

[0036] Weiterhin wird die Genauigkeit des Verfahrens zum Extrahieren von verborgenen geologischen Strukturinformationen aus einem Fernerkundung-Bildpaars in dieser Erfindung überprüft. Furthermore, the accuracy of the method for extracting hidden geological structure information from a remote sensing image pair in this invention is checked.

[0037] Radar-Intensitätsbilder, optische Fernerkundungsinformationen und Informationen über geologische Felduntersuchungen, geologische Informationen usw. werden verwendet, um die Genauigkeit der verborgenen Strukturinformationen zu überprüfen und zu verifizieren, die mit dem in der vorliegenden Erfindung verwendeten Verfahren gewonnen werden. So wird z. B. anhand von Informationen wie Vegetation und Wassergehalt ermittelt, ob die Strukturinformationen korrekt sind. Ein Verifikationsergebnis ist in Figur 3 dargestellt. Figur 3(a) ist ein Interpretationsbild von verborgenen Strukturinformationen, die durch Anwendung des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Verfahrens erhalten wurden. Ein Pfeil in Figur 3(a) zeigt eine extrahierte, verborgene Struktur an. Figur 3(b) ist eine schematische Darstellung der verifizierten verborgenen Strukturinformationen. Aus Figur 3(b) geht hervor, dass die verborgene Struktur, die mit dem in der vorliegenden Erfindung verwendeten Verfahren extrahiert wurde, mit Merkmalen wie der tatsächlichen kontinuierlichen Vegetationsverteilung übereinstimmt. Durch die Überprüfung anhand einer Vielzahl von experimentellen Ergebnissen liegt die Interpretationsgenauigkeit des Verfahrens zum Extrahieren von verborgenen geologischen Strukturinformationen aus einem Fernerkundung-Bildpaar in der vorliegenden Erfindung bei über 80%. Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch geringe Kosten und hohe Genauigkeit aus und ist für die Interpretation von Oberflächenscans geeignet. Radar intensity images, optical remote sensing information and geological field survey information, geological information, etc. are used to check and verify the accuracy of the buried structure information obtained with the method used in the present invention. So e.g. For example, based on information such as vegetation and water content, it is determined whether the structural information is correct. A verification result is shown in FIG. Figure 3(a) is an interpretation image of hidden structure information obtained by applying the method used in the present invention. An arrow in Figure 3(a) indicates an extracted hidden structure. Figure 3(b) is a schematic representation of the verified hidden structure information. It can be seen from Figure 3(b) that the hidden structure extracted by the method used in the present invention matches features such as the actual continuous vegetation distribution. By checking on a variety of experimental results, the interpretation accuracy of the method for extracting hidden geological structure information from a pair of remote sensing images in the present invention is over 80%. The present invention features low cost and high accuracy, and is suitable for interpreting surface scans.

[0038] Die vorliegende Erfindung bietet ein neues Verfahren zum Extrahieren von Strukturinformationen aus einem verborgenen Bereich in einer bestimmten Tiefe unter der Erde durch Fernerkundung. Das Verfahren ist anwendbar auf die Extraktion von verborgenen Strukturinformationen eines quartären verborgenen Bereichs, eines lößverborgenen Bereichs und eines gobi verborgenen Bereichs. In der vorliegenden Erfindung wird eine Radar-Phasenanreicherung durchgeführt, und Strukturinformationen können durch eine umfassende Analyse räumlicher Merkmale extrahiert werden. In diesem Fall kann das Verfahren die Probleme lösen, dass es schwierig ist, Informationen über die unterirdische Struktur eines verborgenen Gebietes zu erhalten, und dass die Strukturinformationen eines verborgenen Gebietes nicht durch Fernerkundung usw. gefunden werden können. Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst hauptsächlich die Durchführung von Phasenanreicherung von Fernerkundungsdaten und das Extrahieren von Strukturinformationen durch Nutzung räumlicher Merkmale, um Strukturinformationen eines verborgenen Bereichs zu erhalten. Das Verfahren kann genau, schnell, ökonomisch und effektiv die Strukturinformationen des verborgenen Bereichs interpretieren und hat relativ gute Anwendungsaussichten bei der Führung der Mineralienexploration, der Entdeckung verborgener Ziele, der Hydrologie-Ressourcen, der Technik usw. Darüber hinaus kann das Verfahren Zeit, Arbeitskraft und materielle Ressourcen sparen, kann die doppelte Leistung mit der Hälfte der Anstrengungen aufgrund neuer Technologie-Entwicklungen in Wissenschaft und Technik erhalten. The present invention provides a new method for extracting structural information from a buried area at a certain depth underground by remote sensing. The method is applicable to the extraction of buried structural information of a quaternary buried region, a loess buried region and a gobi buried region. In the present invention, radar phase enhancement is performed and structural information can be extracted through extensive analysis of spatial features. In this case, the method can solve the problems that it is difficult to obtain information about the underground structure of a hidden area and that the structure information of a hidden area cannot be found by remote sensing and so on. The method according to the invention mainly comprises performing phase enrichment of remote sensing data and extracting structural information by using spatial features in order to obtain structural information of a hidden area. The method can accurately, quickly, economically and effectively interpret the structural information of the hidden area, and has relatively good prospects of application in mineral exploration guidance, hidden target discovery, hydrological resources, engineering, etc. In addition, the method can save time, manpower and save material resources, can get twice the power with half the effort due to new technology developments in science and technology.

[0039] In dieser Beschreibung werden die Grundsätze und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung an konkreten Beispielen veranschaulicht. Die Beschreibung der vorstehenden Ausführungsformen dient dem Verständnis des Verfahrens der vorliegenden Erfindung und ihrer Grundprinzipien. Darüberhinaus kann ein Fachmann verschiedene Modifikationen in Bezug auf spezifische Ausführungsformen und Anwendungsbereiche nach der Lehre der vorliegenden Erfindung vornehmen. Der Inhalt dieser Beschreibung ist daher nicht als eine Beschränkung der vorliegenden Erfindung zu verstehen. In this specification, the principles and embodiments of the present invention are illustrated with specific examples. The description of the foregoing embodiments is provided for understanding the method of the present invention and its basic principles. Furthermore, one skilled in the art can make various modifications with respect to specific embodiments and areas of application in light of the teachings of the present invention. The content of this description is therefore not to be understood as a limitation of the present invention.

Claims (5)

1. Verfahren zum Extrahieren verborgener geologischer Strukturinformationen aus einem Fernerkundung-Bildpaar, wobei das Verfahren umfasst: Erhalt des Bildpaares mit zwei zur Interferenz verfügbaren Bilder, das in einem vorgegebenen zeitlichen Abstand in einemselben Abbildungsbereich erhalten wird; Vorverarbeitung von Daten jedes Bildes im Bildpaar, um ein zu interferierendes Bildpaar zu erzeugen, wobei das zu interferierende Bildpaar zwei Single-Look-Complex-Radarbilder, oder SLC-Radarbilder, der beiden Bilder umfasst; Berechnen einer interferometrischen Phase zwischen den zwei SLC-Radarbildern in dem zu interferierenden Bildpaar, wobei die interferometrische Phase während zweier unterschiedlicher Abbildungszeiten im vorgegebenen zeitlichen Abstand im Abbildungsbereich die folgenden Informationen umfasst: Oberflächendeformationsinformationen, topographische Informationen, eine Referenzellipsoid-Trendphase, die sich aus einer Erdkrümmung, einem Bahnfehler, einem atmosphärischen Effekt, und Rauschinformationen, die sich aus der räumlich-zeitlichen Dekorrelation ergeben; Durchführung einer Basislinienschätzung in Abhängigkeit des zu interferierenden Bildpaares und der interferometrischen Phase, um eine interferierte Bildpaar-Basislinie zu erhalten; Entfernen eines Flache-Erde-Effekts des Abbildungsbereichs gemäß der interferierten Bildpaar-Basislinie und der interferometrischen Phase, um eine interferometrische Phase nach der Entfernung des Flache-Erde-Effekts zu erzeugen, wobei die interferometrische Phase nach der Entfernung des Flache-Erde-Effekts die Oberflächendeformationsinformation und die topographischen Informationen zwischen den zwei unterschiedlichen Abbildungszeiten für den Abbildungsbereich umfasst; Gewinnung einer Elevationsphase des Abbildungsbereichs; Bestimmung einer differentiellen Phase auf Grund der interferometrischen Phase nach Entfernung des Flache-Erde-Effekts und der Elevationsphase; Durchführung eines Phasenabwickelns auf Grund der differentiellen Phase zur Erzeugung einer Phasenabwicklung; Durchführung einer Geokodierung auf Grund der Phasenabwicklung zur Erzeugung einer kodierten Phasenabwicklung, wobei die kodierte Phasenabwicklung Koordinateninformationen des Abbildungsbereichs enthält; Überlagerung der kodierten Phasenabwicklung mit geologischen Informationen, Strukturinformationen und einem zuvor erhaltenen optischen Fernerkundung-Bildpaar für den Abbildungsbereich unter Verwendung einer Plattform eines Geographischen Informationssystems oder Geoinformationssystems, um einen überlagerten integrierten Informationsgraphen zu erzeugen; Durchführung einer geologischen Bildinterpretation des überlagerten integrierten Informationsgraphen, um ein Interpretationsbild der verborgenen geologischen Strukturinformationen im Abbildungsbereich zu erzeugen und Extrahieren der verborgenen geologischen Strukturinformationen vom Interpretationsbild der verborgenen Strukturinformationen; und Auslesen der verborgenen geologischen Strukturinformationen für den Abbildungsbereich aus dem Interpretationsbild der verborgenen geologischen Strukturinformationen.Claims 1. A method for extracting hidden geological structure information from a remotely sensed image pair, the method comprising: obtaining the pair of images with two images available for interference obtained at a predetermined time interval in a same imaging area; preprocessing data of each image in the image pair to generate an image pair to be interfered, the image pair to be interfered comprising two single-look complex radar images, or SLC radar images, of the two images; Calculating an interferometric phase between the two SLC radar images in the pair of images to be interfered, the interferometric phase during two different imaging times in the predetermined time interval in the imaging area comprising the following information: surface deformation information, topographic information, a reference ellipsoid trend phase resulting from a curvature of the earth , an orbital error, an atmospheric effect, and noise information resulting from spatiotemporal decorrelation; performing a baseline estimation as a function of the image pair to be interfered and the interferometric phase to obtain an interfered image pair baseline; removing a flat-earth effect of the imaging region according to the interfered image-pair baseline and the interferometric phase to produce a post-flat-earth-effect-removal interferometric phase, wherein the post-flat-earth-effect-removal interferometric phase is the surface deformation information and the topographical information between the two different imaging times for the imaging area; obtaining an elevation phase of the imaging region; determining a differential phase based on the interferometric phase after removing the flat earth effect and the elevation phase; performing phase unwrapping based on the differential phase to produce a phase unwrapping; performing geocoding based on the phase unwrapping to produce an encoded phase unwrapping, the encoded phase unwrapping containing coordinate information of the imaging region; overlaying the encoded phase unwrapping with geological information, structural information and a previously obtained optical remote sensing image pair for the imaging area using a geographic information system or geographic information system platform to produce an overlaid integrated information graph; performing a geological image interpretation of the superimposed integrated information graph to generate a hidden geological structure information interpretation image in the imaging region and extracting the hidden geological structure information from the hidden structure information interpretation image; and Extracting the hidden geological structure information for the imaging area from the hidden geological structure information interpretation image. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Gewinnung der Elevationsphase des Abbildungsbereichs speziell umfasst: Gewinnung eines digitalen Elevationsmodells des Abbildungsbereichs; und Erzeugung der Elevationsphase des Abbildungsbereichs durch Elevationsphasenumschaltung entsprechend der Elevationsinformation im Elevationsmodell.2. The method of claim 1, wherein obtaining the elevation phase of the imaging region specifically comprises: obtaining a digital elevation model of the image area; and Generating the elevation phase of the imaging area by switching the elevation phase according to the elevation information in the elevation model. 3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Bestimmung einer differentiellen Phase auf Grund der interferometrischen Phase nach Entfernung des Flache-Erde-Effekts und der Elevationsphase speziell umfasst: Bestimmen einer Hilfselevationsphase auf Grund der Elevationsphase unter Verwendung einer Formel ¿x= K × ¿m, wobei ¿xdie Hilfselevationsphase ist, wobei ¿mdie Elevationsphase ist, und wobei K ein Phasenformat zur Überprüfung von Informationsparametern ist; und Bestimmung der differentiellen Phase auf Grund der interferometrischen Phase nach der Entfernung des Flache-Erde-Effekts und der Hilfselevationsphase mit Hilfe einer Formel ¿z= ¿y- ¿x, wobei ¿zdie differentielle Phase ist und ¿ydie interferometrische Phase ist.The method of claim 2, wherein determining a differential phase based on the interferometric phase after removal of the flat-earth effect and elevation phase specifically comprises: determining an auxiliary elevation phase based on the elevation phase using a formula ¿x= K × ¿m, where ¿x is the auxiliary elevation phase, where ¿m is the elevation phase, and where K is a phase format for checking information parameters; and Determination of the differential phase due to the interferometric phase after removing the flat-earth effect and the auxiliary elevation phase using a formula ¿z= ¿y- ¿x, where ¿z is the differential phase and ¿y is the interferometric phase. 4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Durchführung des Phasenabwickelns auf Grund der differentiellen Phase zur Erzeugung der Phasenabwicklung speziell umfasst: Durchführung des Phasenabwickelns nach der Differentialphase unter Verwendung einer Zweigschnittbereichswachstumsmethode, einer Minimum Cost Flow Methode, einer Methode der kleinsten Quadrate, einer Mehrgittermethode oder einer Greenschen Funktionsmethode, um die Phasenabwicklung zu erzeugen.4. The method of claim 3, wherein performing the phase unwrapping based on the differential phase to generate the phase unwrapping specifically comprises: Performing phase unwrapping after the differential phase using a branch intersection region growth method, a minimum cost flow method, a least squares method, a multigrid method or a Green's function method to generate the phase unwrapping. 5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene zeitliche Abstand etwa ein Jahr beträgt.5. The method according to claim 1, wherein the predetermined time interval is approximately one year.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112946598B (en) * 2021-01-25 2022-08-16 西北工业大学 Sky-wave radar ionosphere correction coefficient extraction method
BR102021005841A2 (en) * 2021-03-25 2022-09-27 Radaz Industria E Comercio De Produtos Eletronicos Ltda METHOD OF LOCATION OF UNDERGROUND CHANGES
CN113298168B (en) * 2021-06-01 2023-11-24 中国地质大学(北京) Open-air geological outcrop image structure identification method and system
CN113627877A (en) * 2021-08-05 2021-11-09 北京市水利规划设计研究院 Hydrogeological analysis method and device for mountain comprehensive pipe gallery and storage medium

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11271434A (en) * 1998-03-24 1999-10-08 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Phase monopulse radar apparatus
CN101369019A (en) * 2008-10-10 2009-02-18 清华大学 Polarization interference synthetic aperture radar three-dimensional imaging method based on polarization data amalgamation
CN101706577B (en) * 2009-12-01 2012-01-18 中南大学 Method for monitoring roadbed subsidence of express way by InSAR
CN103675790B (en) * 2013-12-23 2016-01-20 中国国土资源航空物探遥感中心 A kind of method improving InSAR technical monitoring Ground Deformation precision based on high accuracy DEM
CN104123559B (en) * 2014-06-30 2017-07-07 中国地质科学院矿产资源研究所 Multi-source remote sensing discrimination method and system for underground potassium-containing brine resources in salt lake region
CN104123558B (en) * 2014-06-30 2017-10-13 中国地质科学院矿产资源研究所 Multi-source distributed remote sensing discrimination method and system for geothermal resources
CN110412574B (en) * 2019-09-05 2021-05-25 河海大学 Distributed target InSAR time sequence processing method and device with enhanced space-time coherence

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