CN111965645A - 一种顾及几何约束的多基线植被高度反演方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顾及几何约束的多基线植被高度反演方法及装置，其中方法包括：获取多景SAR影像进行预处理，得到多个干涉对各多种极化复相干系数；指定主干涉对和几何约束干涉对；指定RVoG模型作为植被高度反演模型，利用主干涉对的极化复相干系数建构观测方程组，并采用三阶段植被高度反演算法计算多参数初值；利用几何约束干涉对的极化复相干系数进行直线拟合，并构建有关于植被高度和消光系数的几何约束条件；利用各参数初值和几何约束条件，采用非线性迭代算法求解观测方程组中包括植被高度的未知参数。本发明在具有多景SAR影像的情况下，将植被参数与数据本身之间的关系转化为几何约束条件，植被高度反演效果较好。

Description

一种顾及几何约束的多基线植被高度反演方法及装置

技术领域

本发明涉及极化合成孔径雷达干涉测量(PolInSAR)在植被参数反演领域，具体涉及一种顾及几何约束的多基线植被高度反演方法及装置。

背景技术

森林高度是研究全球碳循环、真实“裸地球”形状获取、森林蓄积量变化等的重要指标。近年来，极化合成孔径雷达干涉测量(PolInSAR)技术快速发展，已经成为目前大范围乃至全球尺度上植被高度反演最为广泛的技术之一。

目前应用PolInSAR技术进行植被高度提取应用最为广泛的散射模型为1996年提出的随机地体二层散射(Random Volume over Ground,RVoG)模型。在具有覆盖同一区域的多景SAR影像时，可以构成多个干涉对进行植被高度反演。由于各种现实因素，不同干涉对在获取时可能受到不同误差源的影响，但是其仍然可以反演植被高度，只是可能反演效果不理想。

因此，有必要提出一种新的植被高度反演方法，通过多个干涉对构建几何约束，以在一定程度上消除利用主干涉对进行植被高度反演的计算误差，进而提高植被高度反演的精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种顾及几何约束的多基线植被高度反演方法及装置，选取其中一个干涉对的观测数据作为植被高度反演的观测值，将其他干涉对的观测数据转换为植被高度反演观测方程的几何约束条件，反演得到的植被高度精度高。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种顾及几何约束的多基线植被高度反演方法，包括以下步骤：

步骤S10，获取有关覆盖植被区域的N景SAR影像，进行配准、去平地、多视以及极化干涉处理，构成N-1个干涉对，每个干涉对获取Q个极化复相干系数，将极化复相干系数的通式表达为

表示干涉对，p＝1,2,…,N-1；w表示极化矢量，q表示极化方式，且q＝1,2,…,Q；

步骤S20，从N-1个干涉对中选择一个干涉对作为主干涉对，其他N-2个干涉对作为几何约束干涉对；设主干涉对的编号为p＝1，N-2个几何约束干涉对的编号依次为p＝2,3,…,N-1；

步骤S30，指定RVoG模型作为植被高度反演模型，并将主干涉对获取的Q个极化复相干系数作为观测值，采用三阶段植被高度反演算法计算植被高度初始值、消光系数初始值和地表相位初始值；

步骤S40，对于每个几何约束干涉对，均利用其Q个极化复相干系数作为观测值，对RVoG模型在复平面单位圆内进行直线拟合，然后获取拟合直线的斜率M_p和截距C_p，p＝2,3,…,N-1；

步骤S50，构建几何约束条件：在RVoG模型的复平面单位圆内，N-2个几何约束干涉对对应的纯体去相干系数到对应干涉对拟合直线的距离平方之和最小，表示为：

式中，d_p表示第p条基线对应的纯体去相干系数到对应干涉对拟合直线的距离，

表示第p条基线对应的纯体去相干系数，与未知的植被高度和消光系数相关；

步骤S60，利用主干涉对的极化复相干系数作为RVoG模型的观测值，构建观测方程组；

步骤S70，利用步骤S30得到的植被高度初始值、消光系数初始值、地表相位初始值，预设的地体幅度比归一化参数初始值，以及步骤S50构建的几何约束条件，采用非线性迭代算法求解步骤S60构建的观测方程组中的未知参数：植被高度、地表相位、消光系数、地体幅度比归一化参数。

进一步的，在N-1个干涉对中任意指定其中一个干涉对作为主干涉对；或者，对于N-1个干涉对，将其中复相干性的模最大的干涉对作为主干涉对；或者，对于N-1个干涉对，分别计算各自在复平面单位圆内形成的椭圆的离心率，将其中离心率最大的干涉对作为主干涉对。

进一步的，在步骤S30中，采用三阶段植被高度反演算法计算地表相位初始值的方法为：

步骤1)，直线拟合：

对于主干涉对每个像素点，均利用Q个极化复相干系数观测值，对RVoG模型在复平面内进行直线拟合，得到以下公式所示直线：

表示地表相位；μ_(ω)表示极化矢量ω所对应的地体幅度比；γ_v表示纯体去相干系数，是有关植被高度h_v和消光系数σ的函数；

步骤2)，计算地表相位初值：

对于主干涉对每个像素点，计算步骤1)得到直线与复平面单位圆的2个交点A和B，将其中与体散射占优极化方式点之间的距离大于与地面散射占优极化方式点之间的距离的交点，即为地表相位点

对应的相位

即为地表相位初始值。

进一步的，在步骤S30中，采用三阶段植被高度反演算法计算植被高度初值的方法为：

步骤1)，设像素点的体散射占优极化通道仅包含植被层散射贡献，设地体幅度比为0，采用RVoG模型计算纯体去相干性系数

表示体散射占优通道的极化复相干系数，是有关植被高度h_v以及消光系数σ的函数，表示为

步骤2)，采用查找表的方法，通过给定一系列植被高度h_v以及消光系数σ，采用RVoG模型计算纯体去相干系数γ_v，构建纯体去相干系数γ_v与植被高度h_v、消光系数σ之间的二维查找表；

步骤3)，根据步骤1)计算得到的纯体去相干系数γ_v，在二维查找表中查找纯体去相干系数相差最小的一组植被高度h_v、消光系数σ，作为像素点对应的植被高度初始值和消光系数初始值：

进一步的，将地体幅度比归一化得到地体幅度比归一化参数的关系表达式为：

其中：

表示极化复相干性系数；

表示体散射占优通道的极化复相干系数；γ_v表示纯体去相干系数；x表示体散射占优通道的极化复相干系数

到纯体去相干系数γ_v的距离；

表示极化复相干性系数到体散射占优通道的极化复相干系数的距离；D表示体散射占优极化通道到地表相位点的距离。

进一步的，预设的地体幅度比归一化参数初始值为0。

进一步的，纯体去相干系数

的计算公式为：

式中，σ表示消光系数，

表示第p条基线对应的垂直向有效波数，θ表示入射角；h_v表示植被高度。

本发明还提供一种顾及几何约束的多基线植被高度反演装置，包括：

极化复相干系数生成模块，用于：获取有关覆盖植被区域的N景SAR影像，进行配准、去平地、多视以及极化干涉处理，构成N-1个干涉对，每个干涉对获取Q个极化复相干系数，将极化复相干系数的通式表达为

p表示干涉对，p＝1,2,…,N-1；w表示极化矢量，q表示极化方式，且q＝1,2,…,Q；

干涉对分类模块，用于：从N-1个干涉对中选择一个干涉对作为主干涉对，其他N-2个干涉对作为几何约束干涉对；设主干涉对的编号为p＝1，N-2个几何约束干涉对的编号依次为p＝2,3,…,N-1；

初始值计算模块，用于：指定RVoG模型作为植被高度反演模型，并将主干涉对获取的Q个极化复相干系数作为观测值，采用三阶段植被高度反演算法计算植被高度初始值、消光系数初始值和地表相位初始值；

直线拟合模块，用于：对于每个几何约束干涉对，均利用其Q个极化复相干系数作为观测值，对RVoG模型在复平面单位圆内进行直线拟合，然后获取拟合直线的斜率M_p和截距C_p，p＝2,3,…,N-1；

几何约束条件构建模块，用于：构建几何约束条件：在RVoG模型的复平面单位圆内，N-2个几何约束干涉对对应的纯体去相干系数到对应干涉对拟合直线的距离平方之和最小，表示为：

式中，d_p表示第p条基线对应的纯体去相干系数到对应干涉对拟合直线的距离，

表示第p条基线对应的纯体去相干系数，与未知的植被高度和消光系数相关；

观测方程组构建模块，用于：利用主干涉对的极化复相干系数作为RVoG模型的观测值，构建观测方程组；

未知参数计算模块，用于：利用植被高度初始值、消光系数初始值、地表相位初始值，预设的地体幅度比归一化参数初始值，以及构建的几何约束条件，采用非线性迭代算法求解观测方程组中的未知参数：植被高度、地表相位、消光系数、地体幅度比归一化参数。

有益效果

本发明提出一种顾及几何约束的多基线植被高度反演方法：首先选取一个干涉对为主干涉对，指定RVoG模型作为植被高度反演模型，并采用主干涉对对应的复相干系数作为观测值求取植被高度；其次，除主干涉对外其他干涉对均作为几何约束干涉对，构建几何约束条件原则为：分别计算几何约束干涉对对应的拟合直线公式，根据主干涉对反演的植被高度和消光系数反算各几何约束干涉对的纯体去相干系数，同时纯体去相干系数到对应拟合直线的距离需要保证同时最短；最后，通过附有约束条件的非线性最小二乘迭代算法估计植被高度。

本发明基于不同干涉对可能受到不同误差源的影响，选择其中一个干涉对作为观测值，其他干涉对转换为约束条件保证了繁衍效果的准确性，因此充分利用所有观测数据，植被高度反演效果较好。

附图说明

图1为本发明实施例所述方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所述的几何约束条件示意图；

图3为为本发明中任意极化方式的地体幅度比归一化原理图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明的技术方案为依据开展，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，对本发明的技术方案作进一步解释说明。

本实施例提供一种顾及几何约束的多基线植被高度反演方法，如图1所述，包括以下步骤：

步骤S10，获取有关覆盖植被区域的N景SAR影像，进行配准、去平地、多视以及极化干涉处理，构成N-1个干涉对，每个干涉对获取Q个极化复相干系数，将极化复相干系数的通式表达为

表示干涉对，p＝1,2,…,N-1；w表示极化矢量，q表示极化方式，且q＝1,2,…,Q；

步骤S20，从N-1个干涉对中选择一个干涉对作为主干涉对，其他N-2个干涉对作为几何约束干涉对；设主干涉对的编号为p＝1，N-2个几何约束干涉对的编号依次为p＝2,3,…,N-1；

本发明可以是从N-1个干涉对中任意选择一个干涉对作为主干涉对。但为了利用主干涉对进行植被高度反演的效果更好，本实施例从N-1个干涉对中选择质量好的干涉对观测数据所对应的干涉对作为主干涉对。质量好的干涉对数据评价，可以采用任意方法实现，比如：

(1)由于复相干性的模越大，认为主辅影像相似程度越高，相干性越好，因此可通过“相干性大小判断”，将其中复相干性的模最大的干涉对作为主干涉对；

(2)基于RVoG模型框架，步骤1得到的Q个极化复相干系数，理论上分布于一条直线上，但是受到各种噪声等因素的影响，直线会退化成为一个椭圆区域。而对于任一基线，其在复平面单位圆内形成的椭圆区域越扁长，其受到时间去相干等因素影响就越小。因此，本发明在RVoG模型中，通过椭圆离心率作为判断指标来选择主干涉对：

针对每个干涉对，均获取在不同极化状态的Q个极化复相干系数观测值，并表示在复平面单位圆内从而形成椭圆区域；计算每个椭圆区域的离心率，将其中最大离心率所对应的干涉对作为主干涉对，判断公式为：

其中：Ecc表示椭圆区域离心率；上标中的1,2,…,j代表干涉对标号；max代表取最大值。

本发明选择主干涉对的选择方法不作具体限制，其他选择方法也可适用。

步骤S30，指定RVoG模型作为植被高度反演模型，并将主干涉对获取的Q个极化复相干系数作为观测值，得到观测方程表达式为：

式中，p＝1，

代表地表相位，γ_v代表纯体去相干系数，u代表地体幅度比，i为复数虚部标识，h_v表示植被高度；θ代表入射角；σ代表消光系数；

k_z表示垂直向有效波数，具体：k_z＝4πB_⊥/λRsinθ，B_⊥表示垂直基线长度，λ表示微波波长，R表示雷达到目标的距离，θ表示入射角；由于区域内每个像素点，其对应的距离R和入射角θ不同，因此其垂直向有效波数不同；

然后采用三阶段植被高度反演算法计算观测方程表达式中的植被高度初始值、消光系数初始值和地表相位初始值，具体为：

步骤1)，直线拟合：

对于主干涉对每个像素点，均利用Q个极化复相干系数观测值，对RVoG模型在复平面内进行直线拟合，得到公式(3)所示直线：

表示地表相位；μ_(ω)表示极化矢量ω所对应的地体幅度比；γ_v表示纯体去相干系数，是有关植被高度h_v和消光系数σ的函数；

步骤2)，计算地表相位初值：

对于主干涉对每个像素点，计算公式(3)所示直线与复平面单位圆的2个交点A和B，其中1个为像素点对应的地表相位点。根据地表相位点距离体散射占优极化方式点的距离要大于距离地面散射占优极化方式点的距离这一原则，通过判断公式(4)判断得到地表相位点，具体：

其中：

分别代表体散射占优通道复相干系数、地面散射占优通道复相干系数。

因此，计算每个像素点的地表相位的方法为：计算公式(3)所示直线与复平面单位圆的2个交点A和B，将其中与体散射占优极化方式点之间的距离大于与地面散射占优极化方式点之间的距离的交点，即为该像素点的地表相位点

其相位即为地表相位初始值；

步骤3)，设像素点的体散射占优极化通道仅包含植被层散射贡献，设地体幅度比为0，根据公式(1)计算纯体去相干性系数

表示体散射占优通道的极化复相干系数(是步骤1得到的极化复相干系数中的一个)，是有关植被高度h_v以及消光系数σ的函数，表示为

步骤4)，采用查找表的方法，通过给定一系列植被高度h_v以及消光系数σ，根据公式(2)计算纯体去相干系数γ_v，构建纯体去相干系数γ_v与植被高度h_v、消光系数σ之间的二维查找表；

步骤5)，根据步骤3)计算得到的纯体去相干系数γ_v，在二维查找表中查找纯体去相干系数相差最小的一组植被高度h_v、消光系数σ，作为像素点对应的植被高度初始值和消光系数初始值：

另外，对于主干涉对的不同极化方式，由于复平面单位圆内，不同极化方式的复相干性具有不同的地体幅度比

基于RVoG模型，其存在一定的线性相关。因此，在全极化条件下，本发明将不同极化方式的地体幅度比通过公式(7)进行归一化为单一未知参数x，即地体幅度比归一化参数(图3直观的表达了任意极化方式地体幅度比之间的关系)：

式中，

表示极化复相干性系数；

表示体散射占优通道的极化复相干系数；γ_v表示纯体去相干系数；x表示体散射占优通道的极化复相干系数

到纯体去相干系数γ_v的距离；

表示极化复相干性系数到体散射占优通道的极化复相干系数的距离；D表示体散射占优极化通道到地表相位点的距离。

D均可以通过步骤1得到的极化复相干系数进行求解；

在本实施例中预设的地体幅度比归一化参数初始值为0。

步骤S40，对于每个几何约束干涉对，均利用其Q个极化复相干系数作为观测值，对RVoG模型在复平面单位圆内进行直线拟合(以复数实部为自变量、复数虚部为因变量)，然后获取拟合直线的斜率M_p和截距C_p，p＝2,3,…,N-1；

步骤S50，构建几何约束条件：

各个几何约束干涉对对应的极化复相干系数(包括纯体去相干系数)应该位于几何约束干涉对对应的拟合直线上，然而实际上，由于数据采集过程中存在的各类误差影响，其往往不能真正位于拟合直线上，如图2所示。据此，本发明构建几何约束条件为：在RVoG模型的复平面单位圆内，N-2个几何约束干涉对对应的纯体去相干系数到对应干涉对拟合直线的距离平方之和最小，表示为：

式中，d_p表示第p条基线对应的纯体去相干系数到对应干涉对拟合直线的距离，

表示第p(p＝2,3,…,N-1)条基线对应的纯体去相干系数，与未知的植被高度和消光系数相关，其计算公式为：

步骤S60，利用主干涉对的极化复相干系数作为RVoG模型的观测值，构建观测方程组；将公式(1)(2)所示观测方程拆分为实部和虚部，得到公式(11)所示的观测方程组：

其中：Re()代表取复数实部；Im()代表取复数虚部；上标1代表主干涉对标号；

步骤S70，利用步骤S30得到的植被高度初始值、消光系数初始值、地表相位初始值，预设的地体幅度比归一化参数初始值，以及步骤S50构建的几何约束条件，采用非线性迭代算法求解步骤S60构建的观测方程组中的未知参数：植被高度、地表相位、消光系数、地体幅度比归一化参数；

由公式(10)可得知，其中包括植被高度h_v和消光系数σ，即是说构建的几何约束条件中包括植被高度h_v和消光系数σ，因此可用于约束观测方程组(11)中待采用非线性迭代算法求解的植被高度h_v和消光系数σ。也就是说，本发明充分利用多景SAR影像，利用多的干涉对作为主干涉对植被参数反演的约束条件，从而减小主干涉对中误差源的影响，进而提高主干涉对植被参数反演的精度。

需要说明的是，本发明方法的实施顺序与步骤序号的大小没有关系，只与参数之间的逻辑性相关联，只要当前步骤所需参数在其之前步骤完成即可。比如步骤S30得计算的各初始值，与步骤S40-60均没有关系，只要在步骤S70之前完成即可；再如步骤S60构建观测方程组，可在步骤S20与步骤S70之间的任意阶段实施。

本发明实施例还提供一种植被高度反演装置，包括：

极化复相干系数生成模块，用于：获取有关覆盖植被区域的N景SAR影像，进行配准、去平地、多视以及极化干涉处理，构成N-1个干涉对，每个干涉对获取Q个极化复相干系数，将极化复相干系数的通式表达为

p表示干涉对，p＝1,2,…,N-1；w表示极化矢量，q表示极化方式，且q＝1,2,…,Q；

干涉对分类模块，用于：从N-1个干涉对中选择一个干涉对作为主干涉对，其他N-2个干涉对作为几何约束干涉对；设主干涉对的编号为p＝1，N-2个几何约束干涉对的编号依次为p＝2,3,…,N-1；

初始值计算模块，用于：指定RVoG模型作为植被高度反演模型，并将主干涉对获取的Q个极化复相干系数作为观测值，采用三阶段植被高度反演算法计算植被高度初始值、消光系数初始值和地表相位初始值；

直线拟合模块，用于：对于每个几何约束干涉对，均利用其Q个极化复相干系数作为观测值，对RVoG模型在复平面单位圆内进行直线拟合，然后获取拟合直线的斜率M_p和截距C_p，p＝2,3,…,N-1；

几何约束条件构建模块，用于：构建几何约束条件：在RVoG模型的复平面单位圆内，N-2个几何约束干涉对对应的纯体去相干系数到对应干涉对拟合直线的距离平方之和最小，表示为：

式中，d_p表示第p条基线对应的纯体去相干系数到对应干涉对拟合直线的距离，

表示第p条基线对应的纯体去相干系数，与未知的植被高度和消光系数相关；

观测方程组构建模块，用于：利用主干涉对的极化复相干系数作为RVoG模型的观测值，构建观测方程组；

未知参数计算模块，用于：利用植被高度初始值、消光系数初始值、地表相位初始值，预设的地体幅度比归一化参数初始值，以及构建的几何约束条件，采用非线性迭代算法求解观测方程组中的未知参数：植被高度、地表相位、消光系数、地体幅度比归一化参数。

以上实施例为本申请的优选实施例，本领域的普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本申请总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本申请要求保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种顾及几何约束的多基线植被高度反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10，获取有关覆盖植被区域的N景SAR影像，进行配准、去平地、多视以及极化干涉处理，构成N-1个干涉对，每个干涉对获取Q个极化复相干系数，将极化复相干系数的通式表达为

p表示干涉对，p＝1,2,…,N-1；w表示极化矢量，q表示极化方式，且q＝1,2,…,Q；

步骤S20，从N-1个干涉对中选择一个干涉对作为主干涉对，其他N-2个干涉对作为几何约束干涉对；设主干涉对的编号为p＝1，N-2个几何约束干涉对的编号依次为p＝2,3,…,N-1；

步骤S30，指定RVoG模型作为植被高度反演模型，并将主干涉对获取的Q个极化复相干系数作为观测值，采用三阶段植被高度反演算法计算植被高度初始值、消光系数初始值和地表相位初始值；

步骤S40，对于每个几何约束干涉对，均利用其Q个极化复相干系数作为观测值，对RVoG模型在复平面单位圆内进行直线拟合，然后获取拟合直线的斜率M_p和截距C_p，p＝2,3,…,N-1；

步骤S50，构建几何约束条件：在RVoG模型的复平面单位圆内，N-2个几何约束干涉对对应的纯体去相干系数到对应干涉对拟合直线的距离平方之和最小，表示为：

式中，d_p表示第p条基线对应的纯体去相干系数到对应干涉对拟合直线的距离，

表示第p条基线对应的纯体去相干系数，与未知的植被高度和消光系数相关；

步骤S60，利用主干涉对的极化复相干系数作为RVoG模型的观测值，构建观测方程组；

步骤S70，利用步骤S30得到的植被高度初始值、消光系数初始值、地表相位初始值，预设的地体幅度比归一化参数初始值，以及步骤S50构建的几何约束条件，采用非线性迭代算法求解步骤S60构建的观测方程组中的未知参数：植被高度、地表相位、消光系数、地体幅度比归一化参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在N-1个干涉对中任意指定其中一个干涉对作为主干涉对；或者，

对于N-1个干涉对，将其中复相干性的模最大的干涉对作为主干涉对；或者，

对于N-1个干涉对，分别计算各自在复平面单位圆内形成的椭圆的离心率，将其中离心率最大的干涉对作为主干涉对。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S30中，采用三阶段植被高度反演算法计算地表相位初始值的方法为：

步骤1)，直线拟合：

对于主干涉对每个像素点，均利用Q个极化复相干系数观测值，对RVoG模型在复平面内进行直线拟合，得到以下公式所示直线：

表示地表相位；μ_(ω)表示极化矢量ω所对应的地体幅度比；γ_v表示纯体去相干系数，是有关植被高度h_v和消光系数σ的函数；

步骤2)，计算地表相位初值：

对于主干涉对每个像素点，计算步骤1)中拟合得到直线与复平面单位圆的2个交点A和B，将其中与体散射占优极化方式点之间的距离大于与地面散射占优极化方式点之间的距离的交点，即为地表相位点

对应的相位

即为地表相位初始值。

4.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤S30中，采用三阶段植被高度反演算法计算植被高度初值的方法为：

步骤1)，设像素点的体散射占优极化通道仅包含植被层散射贡献，设地体幅度比为0，采用RVoG模型计算纯体去相干性系数

表示体散射占优通道的极化复相干系数，是有关植被高度h_v以及消光系数σ的函数，表示为

步骤2)，采用查找表的方法，通过给定一系列植被高度h_v以及消光系数σ，采用RVoG模型计算纯体去相干系数γ_v，构建纯体去相干系数γ_v与植被高度h_v、消光系数σ之间的二维查找表；

步骤3)，根据步骤1)计算得到的纯体去相干系数γ_v，在二维查找表中查找纯体去相干系数相差最小的一组植被高度h_v、消光系数σ，作为像素点对应的植被高度初始值和消光系数初始值：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将地体幅度比归一化得到地体幅度比归一化参数的关系表达式为：

其中：

表示极化复相干性系数；

表示体散射占优通道的极化复相干系数；γ_v表示纯体去相干系数；x表示体散射占优通道的极化复相干系数

到纯体去相干系数γ_v的距离；

表示极化复相干性系数到体散射占优通道的极化复相干系数的距离；D表示体散射占优极化通道到地表相位点的距离。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，预设的地体幅度比归一化参数初始值为0。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，纯体去相干系数

的计算公式为：

式中，σ表示消光系数，

表示第p条基线对应的垂直向有效波数，θ表示入射角；h_v表示植被高度。

8.一种顾及几何约束的多基线植被高度反演装置，其特征在于，包括：

极化复相干系数生成模块，用于：获取有关覆盖植被区域的N景SAR影像，进行配准、去平地、多视以及极化干涉处理，构成N-1个干涉对，每个干涉对获取Q个极化复相干系数，将极化复相干系数的通式表达为

p表示干涉对，p＝1,2,…,N-1；w表示极化矢量，q表示极化方式，且q＝1,2,…,Q；

干涉对分类模块，用于：从N-1个干涉对中选择一个干涉对作为主干涉对，其他N-2个干涉对作为几何约束干涉对；设主干涉对的编号为p＝1，N-2个几何约束干涉对的编号依次为p＝2,3,…,N-1；

初始值计算模块，用于：指定RVoG模型作为植被高度反演模型，并将主干涉对获取的Q个极化复相干系数作为观测值，采用三阶段植被高度反演算法计算植被高度初始值、消光系数初始值和地表相位初始值；

直线拟合模块，用于：对于每个几何约束干涉对，均利用其Q个极化复相干系数作为观测值，对RVoG模型在复平面单位圆内进行直线拟合，然后获取拟合直线的斜率M_p和截距C_p，p＝2,3,…,N-1；

几何约束条件构建模块，用于：构建几何约束条件：在RVoG模型的复平面单位圆内，N-2个几何约束干涉对对应的纯体去相干系数到对应干涉对拟合直线的距离平方之和最小，表示为：

式中，d_p表示第p条基线对应的纯体去相干系数到对应干涉对拟合直线的距离，

表示第p条基线对应的纯体去相干系数，与未知的植被高度和消光系数相关；

观测方程组构建模块，用于：利用主干涉对的极化复相干系数作为RVoG模型的观测值，构建观测方程组；

未知参数计算模块，用于：利用植被高度初始值、消光系数初始值、地表相位初始值，预设的地体幅度比归一化参数初始值，以及构建的几何约束条件，采用非线性迭代算法求解观测方程组中的未知参数：植被高度、地表相位、消光系数、地体幅度比归一化参数。

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