CN112986988B - 一种特殊地形条件下sar干涉测量形变量解析方法 - Google Patents

一种特殊地形条件下sar干涉测量形变量解析方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及遥感影像处理领域，公开了一种特殊地形条件下SAR干涉测量形变量解析方法，该方法步骤如下：步骤1：对前后时相的SAR影像进行配准处理；步骤2：对配准后的影像对进行差分干涉处理；步骤3：对差分干涉处理后得到的相位差进行相位处理；将差分相位转换为视线方向的形变量；步骤4：对坡向视线角α进行计算。坡向视线角定义为点位梯度方向与雷达视线方向的夹角；步骤5：根据坡向视线角及形变量进行判断解析；步骤6：得到形变量解析结果。本发明提供的解析方法能实现特殊地形条件下，SAR干涉测量形变量的正确解析，对城市地面沉降监测有重要意义。

Description

一种特殊地形条件下SAR干涉测量形变量解析方法
技术领域
本发明涉及遥感影像处理领域，具体说是一种用于特殊地形条件下SAR干涉测量形变量的解析方法。
背景技术
现有的SAR干涉测量形变量解析方法通常不考虑地面的地形条件。其通常采用前后时相的SAR影像进行配准、干涉处理、相位处理等步骤获取沿视线方向的点位形变量，然后根据其符号来判断点位的升降情况。但在特殊地形条件下，当地形梯度方向与雷达视线方向夹角为锐角时，传统的判断方法与真实情况呈现相悖的状态，使得传统方法应用局限极大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种用于特殊地形条件下的SAR干涉测量形变量解析方法。该方法在利用SAR干涉测量获得形变量的基础上，通过对梯度方向与雷达视线方向的位置关系的分析，实现点位沉降或抬升情况的判断。该发明克服了传统方法在特殊地形条件下不能正确判断点位升降情况的缺陷，具有更广泛的适用性。
本申请提供一种用于特殊地形条件下SAR干涉测量形变量的解析方法，采用的技术方案如下：
步骤1：对前后时相的SAR影像进行配准处理；
步骤2：对配准后得到的影像对进行差分干涉处理；差分干涉处理包括两个部分，首先对影像复数数据做干涉运算，然后将干涉相位与地形相位做差值运算；
步骤3：对差分干涉处理后得到的相位差进行相位处理，将差分相位转换为视线方向的形变量；
步骤4：对坡向视线角进行计算；其中，所述坡向视线角为点位梯度方向和雷达视线方向的夹角；
坡向视线角α的计算方式如下：
Figure BDA0002913766580000021
其中，α为坡向视线角，
Figure BDA0002913766580000022
为点位的下视角，
Figure BDA0002913766580000023
为点位切线的坡角。
步骤5：根据坡向视线角及形变量进行判断解析；
当α≥90°,d＜0或α＜90°,d＞0时，形变为沉降其中，d为形变量；当α≥90°,d＞0或α＜90°,d＜0时，形变为抬升；当d＝0时，不存在相对形变；
步骤6：得到形变量的分析结果。
进一步的，配准处理精度要达到亚像素级别，配准处理是进行干涉测量的基础，所以需确保其精度。
进一步的，所述步骤3中的相位处理包括：相位滤波、相位截仓和相高转换，其中，相位滤波采用自适应滤波方法，相位解缠使用最小费用流方法，通过相高转换后得到形变量。
与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明能实现特殊地形条件下，SAR干涉测量形变量的正确解析，对城市地面沉降监测有重要意义。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种用于特殊地形条件下SAR干涉测量形变量的解析方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供一种用于特殊地形条件下SAR干涉测量形变量的解析方法，该方法步骤包括以下步骤：
步骤1：对前后时相的SAR影像进行配准处理。
步骤2：对配准后的影像对进行差分干涉处理。
差分干涉处理包括两个部分，首先对影像复数数据做干涉运算，然后将干涉相位与地形相位做差值运算。
步骤3：对得到的相位差进行相位处理。包括相位滤波、相位解缠、相高转换等处理。目的是将差分相位转换为视线方向的形变量d。
步骤4：对坡向视线角α进行计算。坡向视线角定义为点位梯度方向与雷达视线方向的夹角。
步骤5：根据坡向视线角α及形变量d进行判断解析。
步骤6：得到形变量解析结果。
具体的，在本实施例中，坡向视线角α的计算方式如下：
Figure BDA0002913766580000031
其中，
Figure BDA0002913766580000032
为点位的下视角，
Figure BDA0002913766580000033
为点位切线的坡角。
具体的，在本实施例中，根据坡向视角和形变量判断解析具体如下：
当α≥90°,d＜0或α＜90°,d＞0时，形变为沉降；当α≥90°,d＞0或α＜90°,d＜0时，形变为抬升；当d＝0时，不存在相对形变。据此可实现特殊地形条件下的形变量解析。
实施例2
本实施例与实施例1基本一致，优选地，在本实施例中，配准处理精度要达到亚像素级别，配准处理是进行干涉测量的基础，必须保证其精度。
实施例3
本实施例与实施例1或实例2基本一致，优选地，在本实施例中，其中干涉运算是幅度相乘和相位相减。此时相位相减的结果中不仅包含形变相位还包含地形相位。其中，地形相位由DEM数据反演得到。通过干涉相位与地形相位做差值运算后得到的差分相位保留的基本上是两时相影像地表形变导致的相位变化。
实施例4
本实施例与实施例1或实施例2或实施例3基本一致，优选地，在本实施例中，相位滤波采用自适应滤波方法，相位解缠使用最小费用流方法，然后通过相高转换后得到形变量d。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种特殊地形条件下SAR干涉测量形变量解析方法，其特征在于，所述特殊地形条件下为在当地形梯度方向与雷达视线方向夹角为锐角时,包括：
步骤1：对前后时相的SAR影像进行配准处理；
步骤2：对配准后得到的影像对进行差分干涉处理；所述步骤2中的差分干涉处理包括：
先对影像的复数数据做干涉运算，然后将得到的干涉相位与地形相位做差值运算；所述干涉运算包括对影像的复数数据的幅度相乘和相位相减；
步骤3：对差分干涉处理后得到的相位差进行相位处理，将差分相位转换为视线方向的形变量；
步骤4：对坡向视线角进行计算；其中，所述坡向视线角为点位梯度方向和雷达视线方向的夹角；所述步骤4中对坡向视线角的计算方式如下：
Figure FDA0003785877760000011
其中，α为坡向视线角，
Figure FDA0003785877760000012
为点位的下视角，
Figure FDA0003785877760000013
为点位切线的坡角；
步骤5：根据坡向视线角及形变量进行判断解析；所述步骤5中判断解析具体包括：
当α≥90°,d＜0或α＜90°,d＞0时，形变为沉降，其中，d为形变量；
当α≥90°,d＞0或α＜90°,d＜0时，形变为抬升；当d＝0时，不存在相对形变；
步骤6：得到形变量的分析结果。
2.根据权利要求1所述的一种特殊地形条件下SAR干涉测量形变量解析方法，其特征在于，所述步骤1中配准处理的精度为亚像素级别。
3.根据权利要求1所述的一种特殊地形条件下SAR干涉测量形变量解析方法，其特征在于，所述步骤3中的相位处理包括：相位滤波、相位解缠和相高转换。
4.根据权利要求3所述的一种特殊地形条件下SAR干涉测量形变量解析方法，其特征在于，所述相位滤波采用自适应滤波方法。
5.根据权利要求3所述的一种特殊地形条件下SAR干涉测量形变量解析方法，其特征在于，所述相位解缠使用最小费用流方法。
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