CN116908789B - 地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法 - Google Patents
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Abstract
一种地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,首先建立地理编码查找表,该地理编码查找表为GB‑SAR成像投影面上GB‑SAR影像像元与三维点云的匹配关系,然后获得建筑立面区域内的多个GB‑SAR影像像元,测量各GB‑SAR影像像元的LOS变形值,以及在地理编码查找表中找到与各GB‑SAR影像像元相匹配的各三维点云,再根据各GB‑SAR影像像元的LOS变形值以及与其相匹配的三维点云,计算各GB‑SAR影像像元的立面变形值,最后基于各GB‑SAR影像像元的立面变形值得到建筑立面的变形分布。本设计能够实现全天时、全天候的建筑立面变形实时监测。
Description
技术领域
本发明属于工程建筑变形监测技术领域,具体涉及一种地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法。
背景技术
建筑物受到外部环境(周边施工、恶劣气象环境等)的影响会发生变形,这种变形超过一定限度会直接影响建筑结构安全,如建筑周边的基坑开挖施工,邻近建筑物往往会朝向基坑开挖区域进行倾斜变化,由于在不同的高度、不同的位置其变形大小是不一样的,传统工程建筑变形监测技术的测点一般极为稀疏,很难同时获取建筑物整个立面上的高精度变形信息,且通常需要去往变形体范围内布设棱镜等协作目标进行观测,这在受地质灾害影响严重的高危建筑监测应用中是非常危险的,地基合成孔径雷达干涉测量(Ground-based Synthetic Aperture Radar Interferometry,GB-InSAR)技术的出现为非接触遥感变形监测提供了新的途径。因此,亟需一种将GB-SAR技术应用到建筑立面变形分布信息监测中的方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题,提供一种能够实现建筑立面变形分布监测的地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法。
为实现以上目的,本发明的技术方案如下:
地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,所述提取方法包括:
S1、建立地理编码查找表,所述地理编码查找表为GB-SAR成像投影面上GB-SAR影像像元与三维点云的匹配关系;
S2、获得建筑立面区域内的多个GB-SAR影像像元,然后测量各GB-SAR影像像元的LOS变形值,以及在地理编码查找表中找到与各GB-SAR影像像元相匹配的各三维点云;
S3、根据各GB-SAR影像像元的LOS变形值以及与其相匹配的三维点云,计算各GB-SAR影像像元的立面变形值;
S4、基于各GB-SAR影像像元的立面变形值得到建筑立面的变形分布。
所述步骤S1包括:
先计算三维点云在GB-SAR成像平面上的斜距投影坐标、GB-SAR影像像元在GB-SAR成像平面上的直角坐标,然后在GB-SAR成像投影面上搜索与各GB-SAR影像像元距离最小的三维点云,完成各GB-SAR影像像元与各三维点云的一一匹配。
所述GB-SAR影像像元在GB-SAR成像平面上的直角坐标根据以下公式计算得到:
;
;
上式中,为影像像元在GB-SAR成像平面上的直角坐标,/>为影像像元相对于雷达中心线的偏角,/>为方位向分辨率,/>为方位向分辨单元序号,/>为首列像元偏角。
所述三维点云在GB-SAR成像平面上的斜距投影坐标根据以下公式计算得到:
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上式中,为三维点云(x,y,z)在GB-SAR成像平面上的斜距投影坐标,即三维点云(x,y,z)依据GB-SAR成像几何进行斜距投影至雷达中心线所在平面获得的坐标,/>为三维点云(x,y,z)相对于雷达中心的斜距,/>为斜距投影后的坐标缩放系数,为三维点云(x,y,z)相对于GB-SAR成像平面的三维坐标,所述三维点云(x,y,z)是原始三维点云经过原点平移和y轴旋转后形成的雷达坐标系下的三维坐标,该雷达坐标系下以雷达中心为坐标原点,以雷达中心线为y轴并指向成像目标,以雷达运行导轨的中心线为x轴;ω、κ分别为雷达姿态的俯仰角、侧倾角,所述俯仰角为雷达中心视线与水平面之间的夹角,所述侧倾角为雷达运行轨道中轴线与水平面之间的夹角。
步骤S2中,所述建筑立面区域内的多个GB-SAR影像像元根据以下方法获得:
A1、先计算获得的建筑GB-SAR影像像元的热信噪比,预选出热信噪比高于对应设定阈值的建筑GB-SAR影像像元,然后分别计算预选出的建筑GB-SAR影像像元的振幅离散指数、相关系数,保留振幅离散指数、相关系数均高于对应设定阈值的建筑GB-SAR影像像元;
A2、对得到的多个GB-SAR影像像元进行建筑立面区域剪裁,以剔除噪点和建筑立面区域外的测点,获得建筑立面区域内的多个GB-SAR影像像元。
步骤A1中,所述热信噪比根据以下公式计算得到:
;
上式中,为热信噪比,/>为接收机热噪声功率,/>为影像像元复数,/>为取平均值的计算;
所述振幅离散指数根据以下公式计算得到:
;
上式中,为振幅离散指数,/>、/>分别为影像像元振幅值A的标准差、均值;
所述相关系数根据以下公式计算得到:
;
上式中,为相关系数,i、j分别为影像像元的行、列号,m、n分别为方形窗口的长和宽,对m行、n列的方形窗口内所有影像像元均进行相关系数计算;*表示取共轭复数,M、S分别代表干涉对的主影像和从影像。
步骤S3中,所述GB-SAR影像像元的立面变形值根据以下公式计算得到:
;
;
;
上式中,d为影像像元的立面变形值,为由雷达技术测定的影像像元在雷达视线向的变形值,/>为影像像元至雷达中心的斜距,z为与该影像像元相匹配的三维点云(x,y,z)中的高程,所述三维点云(x,y,z)是原始三维点云(X,Y,Z)经过原点平移至P点和y轴旋转后形成的雷达坐标系下的三维坐标,/>为建筑立面的倾斜角度。
步骤S4中,获得各GB-SAR影像像元的立面变形值后,利用Kriging插值方法得到建筑立面的变形分布。
所述步骤S4还包括:
基于各GB-SAR影像像元的立面变形值得到建筑立面上任一纵线的相对倾斜度。
步骤S4中,指定建筑立面某一位置的纵线,该位置的相对倾斜度根据以下公式计算得到:
;
上式中,为相对倾斜度,/>为变形点g相对于雷达中心的高差,/>为变形点g处的立面变形值,G为当前纵线上所选取的变形点总数。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明一种地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,首先建立地理编码查找表,该地理编码查找表为GB-SAR成像投影面上GB-SAR影像像元与三维点云的匹配关系,然后获得建筑立面区域内的多个GB-SAR影像像元,测量各GB-SAR影像像元的LOS变形值,以及在地理编码查找表中找到与各GB-SAR影像像元相匹配的各三维点云,再根据各GB-SAR影像像元的LOS变形值以及与其相匹配的三维点云,计算各GB-SAR影像像元的立面变形值,最后基于各GB-SAR影像像元的立面变形值得到建筑立面的变形分布,最终实现全天时、全天候的建筑立面变形实时监测。因此,本发明能够实现全天时、全天候的建筑立面变形实时监测。
2、本发明一种地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法中,先计算三维点云在GB-SAR成像平面上的斜距投影坐标、GB-SAR影像像元在GB-SAR成像平面上的直角坐标,然后在GB-SAR成像投影面上搜索与各GB-SAR影像像元距离最小的三维点云,完成各GB-SAR影像像元与各三维点云的一一匹配,构建地理编码查找表,在计算三维点云在GB-SAR成像平面上的斜距投影坐标时充分考虑了雷达姿态倾角的影响,即雷达的俯仰角与雷达运行导轨的侧倾角,从而准确地实现GB-SAR影像像元的坐标变换,提高最终建筑变形监测结果的精度和可靠性。因此,本发明在应用三维点云辅助GB-SAR影像像元坐标变换时充分考虑了雷达姿态倾角的影响,提高了最终建筑变形监测结果的精度和可靠性。
3、本发明一种地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法中,先计算获得的建筑GB-SAR影像像元的热信噪比,预选出热信噪比高于对应设定阈值的建筑GB-SAR影像像元,滤除大部分虚假信号和弱信号的影像像元后,分别计算预选出的建筑GB-SAR影像像元的振幅离散指数、相关系数,保留振幅离散指数、相关系数均高于对应设定阈值的建筑GB-SAR影像像元,再对保留多个GB-SAR影像像元进行建筑立面区域剪裁,以剔除噪点和建筑立面区域外的测点,获得建筑立面区域内的多个GB-SAR影像像元;经过以上筛选后,不仅最终获得建筑立面区域内GB-SAR影像像元的质量高,而且能够减少后续计算量,显著提高计算效率。因此,本发明不仅能够获得高质量的GB-SAR影像像元,而且能够显著提高计算效率。
附图说明
图1为本发明的流程图。
图2为实施例中高质量GB-SAR影像像元的获取流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式以及附图对本发明作进一步详细的说明。
参见图1,地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,所述提取方法包括:
S1、建立地理编码查找表,所述地理编码查找表为GB-SAR成像投影面上GB-SAR影像像元与三维点云的匹配关系;
S2、获得建筑立面区域内的多个GB-SAR影像像元,然后测量各GB-SAR影像像元的LOS变形值,以及在地理编码查找表中找到与各GB-SAR影像像元相匹配的各三维点云;
S3、根据各GB-SAR影像像元的LOS变形值以及与其相匹配的三维点云,计算各GB-SAR影像像元的立面变形值;
S4、基于各GB-SAR影像像元的立面变形值得到建筑立面的变形分布。
所述步骤S1包括:
先计算三维点云在GB-SAR成像平面上的斜距投影坐标、GB-SAR影像像元在GB-SAR成像平面上的直角坐标,然后在GB-SAR成像投影面上搜索与各GB-SAR影像像元距离最小的三维点云,完成各GB-SAR影像像元与各三维点云的一一匹配。
所述GB-SAR影像像元在GB-SAR成像平面上的直角坐标根据以下公式计算得到:
;
;
上式中,为影像像元在GB-SAR成像平面上的直角坐标,/>为影像像元相对于雷达中心线的偏角,/>为方位向分辨率,/>为方位向分辨单元序号,/>为首列像元偏角。
所述三维点云在GB-SAR成像平面上的斜距投影坐标根据以下公式计算得到:
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上式中,为三维点云(x,y,z)在GB-SAR成像平面上的斜距投影坐标,即三维点云(x,y,z)依据GB-SAR成像几何进行斜距投影至雷达中心线所在平面获得的坐标,/>为三维点云(x,y,z)相对于雷达中心的斜距,/>为斜距投影后的坐标缩放系数,为三维点云(x,y,z)相对于GB-SAR成像平面的三维坐标,所述三维点云(x,y,z)是原始三维点云经过原点平移和y轴旋转后形成的雷达坐标系下的三维坐标,该雷达坐标系下以雷达中心为坐标原点,以雷达中心线为y轴并指向成像目标,以雷达运行导轨的中心线为x轴;ω、κ分别为雷达姿态的俯仰角、侧倾角,所述俯仰角为雷达中心视线与水平面之间的夹角,所述侧倾角为雷达运行轨道中轴线与水平面之间的夹角。
步骤S2中,所述建筑立面区域内的多个GB-SAR影像像元根据以下方法获得:
A1、先计算获得的建筑GB-SAR影像像元的热信噪比,预选出热信噪比高于对应设定阈值的建筑GB-SAR影像像元,然后分别计算预选出的建筑GB-SAR影像像元的振幅离散指数、相关系数,保留振幅离散指数、相关系数均高于对应设定阈值的建筑GB-SAR影像像元,将其作为GB-SAR影像像元;
A2、对得到的多个GB-SAR影像像元进行建筑立面区域剪裁,以剔除噪点和建筑立面区域外的测点,获得建筑立面区域内的多个GB-SAR影像像元。
步骤A1中,所述热信噪比根据以下公式计算得到:
;
上式中,为热信噪比,/>为接收机热噪声功率,/>为影像像元复数,/>为取平均值的计算;
所述振幅离散指数根据以下公式计算得到:
;
上式中,为振幅离散指数,/>、/>分别为影像像元振幅值A的标准差、均值;
所述相关系数根据以下公式计算得到:
;
上式中,为相关系数,i、j分别为影像像元的行、列号,m、n分别为方形窗口的长和宽,对m行、n列的方形窗口内所有影像像元均进行相关系数计算;*表示取共轭复数,M、S分别代表干涉对的主影像和从影像。
步骤S3中,所述GB-SAR影像像元的立面变形值根据以下公式计算得到:
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;
上式中,d为影像像元的立面变形值,为由雷达技术测定的影像像元在雷达视线向的变形值,/>为影像像元至雷达中心的斜距,z为与该影像像元相匹配的三维点云(x,y,z)中的高程,所述三维点云(x,y,z)是原始三维点云(X,Y,Z)经过原点平移至P点和y轴旋转后形成的雷达坐标系下的三维坐标,/>为建筑立面的倾斜角度。
步骤S4中,获得各GB-SAR影像像元的立面变形值后,利用Kriging插值方法得到建筑立面的变形分布。
所述步骤S4还包括:
基于各GB-SAR影像像元的立面变形值得到建筑立面上任一纵线的相对倾斜度。
步骤S4中,指定建筑立面某一位置的纵线,该位置的相对倾斜度根据以下公式计算得到:
;
上式中,为相对倾斜度,/>为变形点g相对于雷达中心的高差,/>为变形点g处的立面变形值,G为当前纵线上所选取的变形点总数。
本发明的原理说明如下:
本发明一种地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法将GB-SAR技术与建筑立面变形分布监测相结合,由于地基合成孔径雷达测站点布设灵活,成像时空分辨率高,干涉测量精度高,十分适用于对工程结构和地质灾害的全天时、全天候的建筑立面变形实时监测。
GB-SAR技术特殊的成像方式给目标位置的准确识别以及变形的解译分析带来了较大困难,一般需借助测区三维数据(如三维激光扫描点云、数字高程模型或倾斜摄影测量模型等)恢复GB-SAR影像的三维空间关系,但传统的GB-SAR影像像元坐标与三维测量数据坐标的变换方法中往往忽略了雷达传感器姿态带来的影响,成像投影面一般均认定为水平面,而在实际GB-SAR的监测应用中,常常会遇到监测区域同设站点高差较大使得水平视角无法对准核心变形区域,也可能会由于设站条件限制、施工因素或人为错误导致雷达传感器姿态和运行导轨不水平,此外,地基真实孔径雷达的转动平面倾斜、线性GB-SAR导轨倾斜、ArcSAR连杆旋转平面和馈源天线面板的倾斜均会导致成像投影面的倾斜;上述诸多因素使得雷达传感器无法处于理想水平姿态,直接影响中短距离建筑结构变形区位的准确识别;而本发明在充分考虑雷达传感器姿态的影响下对点云斜距投影坐标进行计算,再在此基础上,根据最小距离准则,对GB-SAR影像像元和三维点云数据进行匹配计算,建立了更为可靠的地理编码查找表,从而准确地实现GB-SAR影像像元坐标与三维点云坐标的变换,进而准确提取建筑立面变形和建筑纵线相对倾斜等变形信息。
实施例1:
参见图1,一种地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,依次按照以下步骤进行:
S1、根据以下步骤建立地理编码查找表,所述地理编码查找表为在GB-SAR成像投影面上GB-SAR影像像元与三维点云的匹配关系:
首先,计算三维点云在GB-SAR成像平面上的斜距投影坐标、GB-SAR影像像元在GB-SAR成像平面上的直角坐标,其中,所述GB-SAR影像像元在GB-SAR成像平面上的直角坐标根据以下公式计算得到:
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上式中,为影像像元在GB-SAR成像平面上的直角坐标,/>为影像像元相对于雷达中心线的偏角,/>为方位向分辨率,/>为方位向分辨单元序号,/>为首列像元偏角;
依据GB-SAR成像几何,将各三维点云坐标进行斜距投影至雷达波束中心线所在平面,当雷达传感器姿态同时存在俯仰角ω和侧倾角κ时,三维点云在GB-SAR成像平面上的斜距投影坐标为:
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上式中,为三维点云(x,y,z)在GB-SAR成像平面上的斜距投影坐标,即三维点云(x,y,z)依据GB-SAR成像几何进行斜距投影至雷达中心线所在平面获得的坐标,/>为三维点云(x,y,z)相对于雷达中心的斜距,/>为斜距投影后的坐标缩放系数,为三维点云(x,y,z)相对于GB-SAR成像平面的三维坐标,所述三维点云(x,y,z)是原始三维点云(X,Y,Z)经过原点平移至P点/>和y轴旋转后形成的雷达坐标系下的三维坐标,该雷达坐标系下以雷达中心为坐标原点,以雷达中心线为y轴并指向成像目标,以雷达运行导轨的中心线为x轴;ω、κ分别为雷达姿态的俯仰角、侧倾角,所述俯仰角为雷达中心视线与水平面之间的夹角,所述侧倾角为雷达运行轨道中轴线与水平面之间的夹角,令俯仰角ω等于零即可进行仅存在侧倾角κ的计算,令侧倾角κ等于零即可进行仅存在俯仰角ω的计算,更常见的情况是雷达姿态同时存在俯仰角ω和侧倾角κ;
然后,在GB-SAR成像投影面上搜索与GB-SAR影像像元距离最小的三维点云,完成各GB-SAR影像像元与各三维点云的一一匹配,在选定待计算的GB-SAR影像像元后,假设该GB-SAR影像像元的极坐标为(r,θ1),给定一个搜索范围(r±Δr,θ1±Δθ1),计算该搜索范围内的所有三维点云的斜距投影坐标到GB-SAR影像像元的直角坐标的距离,距离最小的那个三维点云即为该GB-SAR影像像元的匹配点,最终得到地理编码查找表;
S2、获得建筑立面区域内的多个GB-SAR影像像元,然后通过干涉计算和时序分析计算得到各GB-SAR影像像元的LOS变形值,以及在地理编码查找表中找到与各GB-SAR影像像元相匹配的各三维点云;
其中,所述建筑立面区域内的多个GB-SAR影像像元根据以下方法获得:
A1、先计算获得的建筑GB-SAR影像像元的热信噪比,预选出热信噪比高于对应设定阈值的建筑GB-SAR影像像元,然后分别计算预选出的建筑GB-SAR影像像元的振幅离散指数、相关系数,保留振幅离散指数、相关系数均高于对应设定阈值的建筑GB-SAR影像像元,此时获得的GB-SAR影像像元为高质量的GB-SAR影像像元;
所述热信噪比根据以下公式计算得到:
;
上式中,为热信噪比,/>为接收机热噪声功率,/>为影像像元复数,/>为取平均值的计算;
所述振幅离散指数根据以下公式计算得到:
;
上式中,为振幅离散指数,/>、/>分别为影像像元振幅值A的标准差、均值;
所述相关系数根据以下公式计算得到:
;
上式中,为相关系数,i、j分别为影像像元的行、列号,m、n分别为方形窗口的长和宽,在相关系数计算时会以当前选定的影像像元为中心,对m行、n列的方形窗口内所有影像像元均进行计算,一般m、n均取大于2的奇数;*表示取共轭复数,M、S分别代表干涉对的主影像和从影像;
A2、选定建筑立面范围,对得到的多个GB-SAR影像像元进行建筑立面区域剪裁,以剔除噪点和建筑立面区域外的测点,获得建筑立面区域内的多个GB-SAR影像像元;
S3、根据各GB-SAR影像像元的LOS变形值以及与其相匹配的三维点云,计算各GB-SAR影像像元的立面变形值,所述GB-SAR影像像元的立面变形值根据以下公式计算得到:
;
;
;
上式中,d为影像像元的立面变形值,为由雷达技术测定的影像像元在雷达视线向的变形值,/>为影像像元至雷达中心的斜距,z为与该影像像元相匹配的三维点云(x,y,z)中的高程,/>为建筑立面的倾斜角度,该建筑立面的倾斜角度是指建筑的初始外形相对于铅垂线的倾斜角度,一般设置为零;
S4、基于各GB-SAR影像像元的立面变形值得到建筑立面的变形分布以及建筑立面上任一纵线的相对倾斜度;
其中,所述建筑立面的变形分布为利用Kriging插值方法得到,建筑立面的变形分布指的是立面变形值在建筑的外立面上是如何分布的,可以通过建筑立面变形值大小的分布情况来分析建筑的安全状态;
所述建筑立面上任一纵线的相对倾斜度根据以下公式计算得到:
;
上式中,为指定建筑立面某一位置的纵线的相对倾斜度,该建筑纵线相对倾斜度是用于以GB-SAR首次测量值为基准,评价建筑相对于GB-SAR首次测量值的倾斜变化情况,/>为变形点g相对于雷达中心的高差,/>为变形点g处的立面变形值,G为当前纵线上所选取的变形点总数。/>
Claims (10)
1.地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,其特征在于:
所述提取方法包括以下步骤:
S1、建立地理编码查找表,所述地理编码查找表为GB-SAR成像投影面上GB-SAR影像像元与三维点云的匹配关系;
S2、获得建筑立面区域内的多个GB-SAR影像像元,然后测量各GB-SAR影像像元的LOS变形值,以及在地理编码查找表中找到与各GB-SAR影像像元相匹配的各三维点云;
S3、根据各GB-SAR影像像元的LOS变形值以及与其相匹配的三维点云,计算各GB-SAR影像像元的立面变形值;
S4、基于各GB-SAR影像像元的立面变形值得到建筑立面的变形分布。
2.根据权利要求1所述的地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,其特征在于:
所述步骤S1包括:
先计算三维点云在GB-SAR成像平面上的斜距投影坐标、GB-SAR影像像元在GB-SAR成像平面上的直角坐标,然后在GB-SAR成像投影面上搜索与各GB-SAR影像像元距离最小的三维点云,完成各GB-SAR影像像元与各三维点云的一一匹配。
3.根据权利要求2所述的地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,其特征在于:
所述GB-SAR影像像元在GB-SAR成像平面上的直角坐标根据以下公式计算得到:
θ=Δθ·n+θ0;
上式中,(xradar,yradar)为影像像元在GB-SAR成像平面上的直角坐标,θ为影像像元相对于雷达中心线的偏角,Δθ为方位向分辨率,n为方位向分辨单元序号,θ0为首列像元偏角。
4.根据权利要求2或3所述的地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,其特征在于:
所述三维点云在GB-SAR成像平面上的斜距投影坐标根据以下公式计算得到:
上式中,(xradar′,yradar′)为三维点云(x,y,z)在GB-SAR成像平面上的斜距投影坐标,即三维点云(x,y,z)依据GB-SAR成像几何进行斜距投影至雷达中心线所在平面获得的坐标,S为三维点云(x,y,z)相对于雷达中心的斜距,k′为斜距投影后的坐标缩放系数,(x′,y′,z′)为三维点云(x,y,z)相对于GB-SAR成像平面的三维坐标,所述三维点云(x,y,z)是原始三维点云经过原点平移和y轴旋转后形成的雷达坐标系下的三维坐标,该雷达坐标系下以雷达中心为坐标原点,以雷达中心线为y轴并指向成像目标,以雷达运行导轨的中心线为x轴;ω、κ分别为雷达姿态的俯仰角、侧倾角,所述俯仰角为雷达中心视线与水平面之间的夹角,所述侧倾角为雷达运行轨道中轴线与水平面之间的夹角。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,其特征在于:
步骤S2中,所述建筑立面区域内的多个GB-SAR影像像元根据以下方法获得:
A1、先计算获得的建筑GB-SAR影像像元的热信噪比,预选出热信噪比高于对应设定阈值的建筑GB-SAR影像像元,然后分别计算预选出的建筑GB-SAR影像像元的振幅离散指数、相关系数,保留振幅离散指数、相关系数均高于对应设定阈值的建筑GB-SAR影像像元;
A2、对得到的多个GB-SAR影像像元进行建筑立面区域剪裁,以剔除噪点和建筑立面区域外的测点,获得建筑立面区域内的多个GB-SAR影像像元。
6.根据权利要求5所述的地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,其特征在于:
步骤A1中,所述热信噪比根据以下公式计算得到:
上式中,TSNR为热信噪比,为接收机热噪声功率,Sm为影像像元复数,E为取平均值的计算;
所述振幅离散指数根据以下公式计算得到:
上式中,DA为振幅离散指数,σA、mA分别为影像像元振幅值A的标准差、均值;
所述相关系数根据以下公式计算得到:
上式中,γ为相关系数,i、j分别为影像像元的行、列号,m、n分别为方形窗口的长和宽,对m行、n列的方形窗口内所有影像像元均进行相关系数计算,*表示取共轭复数,M、S分别代表干涉对的主影像和从影像。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,其特征在于:
步骤S3中,所述GB-SAR影像像元的立面变形值根据以下公式计算得到:
z=Z-Zc;
上式中,d为影像像元的立面变形值,dLOS为由雷达技术测定的影像像元在雷达视线向的变形值,S′为影像像元至雷达中心的斜距,z为与该影像像元相匹配的三维点云(x,y,z)中的高程,所述三维点云(x,y,z)是原始三维点云(X,Y,Z)经过原点平移至P点(Xc,Yc,Zc)和y轴旋转后形成的雷达坐标系下的三维坐标,ε为建筑立面的倾斜角度。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,其特征在于:
步骤S4中,获得各GB-SAR影像像元的立面变形值后,利用Kriging插值方法得到建筑立面的变形分布。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,其特征在于:
所述步骤S4还包括:
基于各GB-SAR影像像元的立面变形值得到建筑立面上任一纵线的相对倾斜度。
10.根据权利要求9所述的地基合成孔径雷达干涉测量建筑立面变形信息提取方法,其特征在于:
步骤S4中,指定建筑立面某一位置的纵线,该位置的相对倾斜度根据以下公式计算得到:
上式中,k为相对倾斜度,hg为变形点g相对于雷达中心的高差,dg为变形点g处的立面变形值,G为当前纵线上所选取的变形点总数。
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