星载InSAR问题区域检测技术研究以及工程化实现

发布时间：2020-06-07 06:16

【摘要】：星载干涉合成孔径雷达(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)通过对多幅SAR图像进行干涉处理,能够快速测量得到较高精度的数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)。星载InSAR系统由于其独特的优势,受到了国内外广泛的关注和研究。然而,由于地形起伏的复杂性,在SAR图像中产生了阴影和叠掩等现象,加之水域的存在,导致大面积的区域解缠难度变大,甚至解缠失败,严重影响着DEM的获取精度,本文中将这三种区域统称为问题区域。针对InSAR处理中的问题区域稳健检测问题,主要开展了以下研究工作:(1)结合SAR图像的成像原理,分析了阴影和叠掩区域的形成过程以及阴影区域、水域、叠掩区域的强度特性和干涉特性。(2)提出了一种基于粗略-精细阈值估计的问题区域检测方法。首先,根据Otsu多阈值处理方法粗略估计问题区域的强度阈值,确定粗略阈值区间。然后,提出了一种递归Otsu阈值估计方法,该方法通过最大化归一化类间方差,多次迭代后可确定最优阈值,从而,根据粗略阈值区间,能够进一步精确确定问题区域的强度阈值。由于该方法仅仅基于强度信息,其具有较快的计算处理速度。实测数据处理结果表明,在问题区域检测中应用该方法可以有效提高检测的精确性和稳定性。(3)提出了一种基于多重信息联合的问题区域检测方法。该方法联合应用先验DEM信息、SAR图像强度信息和InSAR干涉相干系数信息检测阴影区域,应用全球陆地水体掩膜数据、SAR图像强度信息和InSAR干涉相干系数信息检测水域,应用SAR图像强度信息和相位信息检测叠掩区域。实测数据处理结果表明,在问题区域检测中,应用该方法能够有效缓解基于单一特性信息检测不精确的问题。(4)对提出的基于多重信息联合的问题区域检测方法进行了工程化实现,以便能够对问题区域自动化检测。
【图文】：

几何模型,成像

图 2.1 SAR 成像的几何模型带模式下 SAR 成像的几何模型，T 点为观测场景中任意雷达波束从 A点开始照射到T 点，直至D点结束。其中径长度， ADT 所在的平面为数据录取平面。由此，可获包括地物目标的后向散射系数信息，也包括相位信息。对 SAR 回波信号做两个方向的匹配滤波，包括距离向匹配滤波，，是因为接收到的 SAR 数据在两个方向上均受向的相位调制由发射脉冲的相位编码决定的，而方位向动。R 图像的影像特征地面场景为观测对象，它是利用场景中不同物体具有不像的[30]，因此，SAR 图像中各个像素点强度大小均不同，

相干斑,强度

西安电子科技大学硕士学位论文3.2.1 相干斑滤波由于雷达系统固有的衰落现象，导致 SAR 图像中产生了严重影响图像质量的相干斑噪声[47]，相干斑容易导致回波信号的强度发生逐像素的变化，视觉上表现为颗粒状的噪声，即斑点噪声（Speckle），给图像解译和分析带来了非常大的难度，降低了图像分割的精确性，因而，需要对其加以滤除。本文中采用精细 Lee 滤波[48]对原始 SAR 数据进行相干斑滤波。下面使用 TerraSAR 在兰州地区录取的 X 波段数据，其强度在相干斑滤波前后的对比如图 3.2 所示：
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN957.52

【参考文献】