基于TanDEM-X和ERS数据的InSAR提取DEM的实验研究

以天山地区为研究区域,利用干涉合成孔径雷达干涉测量技术(In SAR)分别对Tan DEM-X和ERS获取的数据进行干涉处理生成数字高程模型(DEM),结合SRTM DEM和我国1∶5万数字高程模型标准,对所获取的DEM的精度进行比较和分析.结果显示,由于实验区域地形复杂、高程变化剧烈且植被茂密,2组数据生成的DEM与SRTM DEM之间的整体差值偏大,标准差分别为11.55 m和16.74 m,但Tan DEM-X数据获取的DEM精度更高.结果表明,在地形复杂区域Tan DEM-X数据能够监测到C波段数据所不能监测到的细节,其生成DEM的结果较ERS数据具有明显优势.     

基于InSAR的DEM获取数据处理流程及方法

合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）是以复数据提取的相位信息为源获取地表三维信息,与传统的获取数字高程模型的方法相比,InSAR技术在获取DEM方面具有全天候、大范围、高精度等优势。详细介绍了基于InSAR的DEM获取数据处理流程及方法。     

基于模拟影像的山地SAR影像配准方法研究

针对目前常规SAR影像配准方法在困难地区配准可靠性较低的问题,提出了一种基于模拟影像的山地SAR影像配准方法.该方法借助研究区的辅助DEM数据、真实SAR影像的卫星轨道数据和RD模型生成模拟SAR影像,并创建DEM地理坐标相一致的查找表.利用SIFT匹配算法对模拟影像和真实影像进行匹配,间接获取真实SAR影像的特征点,再利用仿射变换通过最小二乘法确定参考影像和待配准影像的变换模型,并进行重采样,最终实现山地SAR影像的配准.采用两种传感器类型的山地SAR影像数据进行了实验验证.结果表明,在地形起伏较大的山地区域,所提方法的配准精度相对于传统配准算法有明显提高,较好地克服了传统SAR影像配准方法对山地SAR影像配准适应性较差、精度较低的缺点,能够有效解决山地SAR影像配准问题.     

一种基于INSAR的叠掩区域识别算法

干涉合成孔径雷达是获取场景数字高程模型和正射影像图的有效技术之一。叠掩现象是SAR图像几何失真现象的一种。由于多点回波叠加,叠掩区域的相位并不准确,而且在相位解缠中影响判别。因此对叠掩区域进行识别具有重要意义。分析了叠掩区域的干涉相位特性及幅度特性,提出了一种结合SAR幅度图像和干涉相位对叠掩区域进行识别的算法,该算法能够有效的将叠掩区域区分出来,为InSAR后续处理提供可靠依据。仿真数据的处理结果,证明了算法的有效性。     

利用正射影像检查InSAR DEM

合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)是一种提取地表高程信息的新兴技术,已经成为获取数字高程模型DEM的重要手段之一。在地形复杂区域受相位噪声和解缠精度等因素的影响,所获取DEM的精度不能满足要求。本文提出了一种基于正射影像和共线方程的InSAR DEM检测方法,并进行了试验研究,证明该方法确实能够对InSAR DEM的质量进行有效检测。     

干涉雷达遥感技术及其在地学信息提取中的应用

干涉雷达遥感技术是一种用于测量高程、地面位移和地表变化的全新技术。它利用合成孔径雷达回波的相位信息 ,通过对同一地区进行的至少两次满足干涉条件的观测 ,获取其干涉相位和干涉图 ,进而获取 DEM或进行差分处理。文章详细介绍了干涉雷达技术原理 ,讨论干涉雷达处理的基本条件 ,分析基线、时间对干涉雷达处理的影响以及干涉雷达技术的误差考虑 ,并按步骤介绍干涉雷达技术在地学信息提取中的一个应用 DEM提取。     

基于严密模型的多基线InSAR高程反演方法

针对常用多基线干涉合成孔径雷达(In SAR)高程反演方法基于简化模型、精度低、计算量大的问题,该文提出一种新的多基线In SAR高程反演方法。该方法引入严密几何关系的三维重建模型,并添加干涉相位的整周期数作为求解参数,迭代求解目标点的三维坐标。由于该方法采用目标点三维坐标信息连接不同干涉数据,明显降低了系统误差对整周期数求解的影响,因此较常用多基线In SAR高程反演方法更具可靠性。机载数据实验结果表明:对于定标数据,该文方法结果的精度与最大似然高程估计(MLHE)方法相同;对于未定标数据,该文方法结果的精度优于MLHE方法;MLHE方法的数据处理时间为该文方法的6~7倍。在星载数据实验中,MLHE方法耗时351 s,该文方法耗时14 s。     

一种新的InSAR干涉纹图的滤波方法

在干涉处理时做了多视处理,干涉相位图中噪声依然比较严重。噪声影响着干涉SAR的图像质量,使得相位解缠无法进行或者使生成的DEM精度降低。为了获得高质量的干涉SAR图像,必须对噪声进行有效抑制,同时应该保持干涉SAR图像的分辨率。文中探讨了干涉合成孔径雷达(InSAR)中干涉相位图的噪声抑制方法,提出了基于非线性偏微分方程的干涉纹图的滤波方法。该方法的优点是在消除噪声的同时,有效地保留干涉条纹的边缘信息。文中采用了加拿大RadarSat1数据,实验处理结果验证了方法的有效性。     

一种机载重轨InSAR频域动态子孔径运动补偿方法

对于机载重轨干涉SAR系统,由于2次飞行的运动轨迹误差不一致,导致2天线间的残余误差无法相互抵消,必须通过高精度的运动补偿才能提高DEM(Digital Elevation Model)反演的高程精度。针对现有方法中仅以图像质量来衡量,不能反映干涉SAR运动补偿性能的问题,文中首先对参考轨迹拟合及方位向重采样进行了论述,然后针对常规二级运动补偿中的波束中心近似和地物定位中的平地假设两个问题,提出了一种频域动态子孔径运动补偿方法,最后在考虑残余运动误差补偿、射频干扰抑制及成像算法选取后,详细给出了机载重轨In SAR的数据处理流程,以获得精确的机载重轨In SAR图像和干涉相位。仿真统计分析和实际In SAR数据的处理及DEM反演的结果,进一步验证了文中方法和数据处理流程的有效性。     

利用InSAR干涉测量区域的数字高程

介绍了合成孔径雷达干涉测量(InSAR)区域数字高程的原理和方法,分析和讨论了主要的计算过程和关键技术.最后,通过中国青海可可西里地区的两幅ERS-2卫星SLC(single looking complex)图像对该地区的数字高程进行了计算研究,计算结果表明,合成孔径雷达干涉测量能有效获取高分辨、高精度的局部三维数字高程.     

基于相关系数加权观测矢量的多基线相位解缠方法

提出了一种基于相关系数加权观测矢量的多基线相位解缠方法．该方法采用联合单像素模型,构造相关系数加权观测矢量,同时利用相邻像素的信息,能够同时完成图像配准、干涉相位噪声滤波和相位解缠,因此可以在合成孔径雷达（SAR）图像配准精度很差（可以允许达到一个分辨单元）的条件下得到稳健的相位解缠性能,仿真结果证明了此方法的有效性．     

DEM辅助的零中频多基线InSAR干涉处理

借鉴DEM辅助的思想,提出了DEM辅助的零中频多基线InSAR干涉处理方法.该方法利用外部粗DEM模拟的干涉图与多基线干涉图组中的最低频原始干涉图做差分处理,得到零中频干涉图;再对零中频干涉图进行滤波和相位解缠处理后重新加回模拟相位,构建为原始基准干涉图.利用该基准干涉图逐步指导较高频干涉图由粗到精地进行相位解缠,进而高精度地反演DEM.充分利用了零中频干涉图的易解性和高频干涉图的高精度性,解决了高频干涉图频谱混叠、相位欠采样处的解缠难题.采用邯郸地区6景ENVISAT ASAR数据进行了干涉处理实验,实验结果验证了所提方法的有效性.     

机载干涉合成孔径雷达地形测绘方法及精度分析

介绍了机载干涉合成孔径雷达地形测绘的工艺流程和方法,分析了机载干涉合成孔径雷达测制的1:10000数字高程模型(DEM)、数字正射影像图(DOM)、数字线划图(DLG)数字测绘成果的平面和高程精度。讨论了影响数字高程模型(DEM)高程精度的因素,统计分析了机载In-SAR困难地区的平面和高程精度。统计结果表明,采用自主研发的机载干涉合成孔径雷达系统测制的数字高程模型、数字正射影像图、数字线划图,满足1:10000国家规范的精度要求;由于机载InSAR系统不受天气影响,有效地弥补了航空摄影测量受制于天气的不足,因此具有即时飞行、成图周期短的优势。     

某钻井水溶开采矿区地表形变D-In SAR监测精度分析

为了研究矿区地表形变以及沉降漏斗的生成机理、过程和趋势,获取沉陷发展规律,以及时采取有效措施进行生态重建,采用D-In SAR对某钻井水溶矿区进行了监测。选取某钻井水溶矿区地表2015-2017年Sentinel-1A影像构成2个干涉影像对,进行地表形变监测。在SAR Scape软件平台,针对D-In SAR干涉影像的基线误差、大气误差和地形误差等,通过干涉影像对配准、基线估计、滤波去噪和相位解缠,获取矿区地表形变图;借助ArcGIS空间分析工具和MATLAB软件,与水准测量数据进行叠加,分析沉陷区域的空间动态分布。然后进行D-In SAR形变数据和矿区水准沉降监测精度、相关性和误差源分析。研究结果表明,精细化D-In SAR监测与水准观测的形变趋势一致,达到了水溶矿山地表沉降体积的获取精度要求。     

去斜滑动聚束模式SAR方位模糊度分析

方位向模糊度是衡量合成孔径雷达(SAR)成像的重要指标之一,但传统的条带模式和聚束模式的方位模糊度函数并不适用于滑动聚束模式。通过分析方位模糊度的来源及条带模式和聚束模式的方位模糊度函数,对滑动聚束模式进行细分并分析其方位模糊度函数,同时针对星载滑动聚束模式的去频谱混叠条件分析了其方位向模糊度函数的变化。最后采用实际的星载SAR参数进行系统仿真,为SAR系统的设计提供了可靠的理论依据。     

基于广义导向矢量模型的InSAR干涉相位估计方法

提出了一种基于广义导向矢量模型的空间投影方法来估计InSAR干涉相位.该方法构造最优联合观测矢量和广义导向矢量,同时利用相邻像素的信息,并采用空间投影技术,具有自适应图像配准和降低相位噪声功能,因而可以在SAR图像配准精度很差(可以允许达到一个分辨单元)的条件下准确地估计相应像素间的干涉相位.实测数据及仿真数据的处理结果证明了此方法的有效性.     

地球同步轨道合成孔径雷达干涉测量模型

针对现有文献采用地球同步轨道合成孔径雷达(GEOSAR)测量地形高度和地貌形变时误差较大的问题,提出了一种新的GEOSAR干涉测量模型。在考虑地球曲面、斜距、基线、平台高度、干涉相位和数字高程模型(DEM)等因素的情况下,推导了干涉GEOSAR的绝对测高精度、相对测高精度与形变测量精度的数学模型,建立了一种既适用于高轨干涉SAR系统,也适用于低轨干涉SAR系统的干涉测量模型。根据该模型计算了GEOSAR测高误差和形变测量误差,并与实验仿真结果进行了比较,验证了该模型的有效性。研究结果表明,所提GEOSAR干涉测量模型与Bruno所提模型相比,适用范围更广,且误差精度提高至米量级。     

P波段极化干涉SAR树高反演算法研究

森林树高的反演是极化干涉合成孔径雷达(polarimetric SAR interferometry,PolInSAR)领域研究的热点,但针对P波段的研究较少。现在,反演树高的基本算法有:DEM差值法,相干幅度法,相位差与Sinc法和三阶段算法。本文从P波段数据出发,对四种算法进行了树高反演实验,结果表明:DEM差值法反演结果最差,其结果严重地低估了树高;相干幅度法会高估树高;而相位差与Sinc法的相关性很低;三阶段算法的结果最好,但对树高仍有一定程度的高估。     

DEM辅助的InSAR零中频处理基线估计方法

为了提高无地面控制点信息和精密轨道数据时合成孔径雷达干涉测量(InSAR)基线估计的精确性和实用性,借鉴零中频矢量滤波的思想,提出了数字高程模型(DEM)辅助的InSAR零中频处理基线估计方法.该方法利用卫星轨道法估计基线参数初值,并根据该基线参数值,由低精度DEM模拟覆盖区的干涉图,将模拟干涉图与原始干涉图做差分处理得到差分干涉图.以零中频为判别依据,对差分干涉图进行快速傅里叶变换(FFT)基线估计,获取基线参数初值的改正量,并修正基线参数初值,通过迭代直至差分干涉图的二维中心频率接近于0.利用甘肃兰州地区和伊朗BAM地区ENVISAT ASAR数据进行了验证,实验结果表明:利用该方法能有效进行基线估计,可得到与精密轨道基线估计方法相近的结果,具有不依赖于精密轨道参数和地面控制点的优势.     

外部参考DEM对IPTA地面沉降监测结果的影响分析

随着DEM获取途径的多样化,地形相位分量初始化精度对地面沉降信息提取的影响程度和原因需要深入探讨.本文以广东珠三角洲广州与佛山交界区域为实验区,借助两种常用外部DEM(SRTM、ASTER GDEM),利用相干点目标法(IPTA)进行地面沉降提取试验,探索哪一种更适合作为InSAR外部参考的DEM.试验中分别从两种DEM与干涉图的配准精度、DEM自身精度、沉降结果的统计量以及解缠相位、PS点质量分析等方面进行误差分析.研究结果表明,在IPTA实验中,SRTM比ASTER GDEM具有更好的应用效果,更适合做外部参考DEM.