基于极化SAR干涉的森林和建筑高度重建方法研究
发布时间：2021-03-28 15:49
地面目标的立体视觉效果能够对城市规划和森林监测提供很大的帮助,合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）的干涉成像技术,能够利用遥感的手段获取地面的高程信息,因此目标高度重建是遥感领域的研究热点。对于建筑来说,利用单幅SAR进行建筑高度重建受限于成像几何关系和图像质量,利用TomoSAR技术进行重建的精度较高,但是所需成本和数据量比较大,利用InSAR技术进行高度重建受叠掩现象和高程跃变的影响。所以折中处理,利用PolInSAR技术进行建筑的高度重建是一个重要方向。另外,对于森林目标的高度反演以研究相干散射模型为主,RVoG模型是经典的散射模型,但其假设过于简单,与森林地区真实的散射过程有一定的差距,所以建立完备的散射模型及对应的反演算法是目前研究的一个重要方向。本文以大场景PolInSAR图像中的建筑和森林目标的高度重建为主要研究内容。针对建筑目标的高度重建,首先对单极化InSAR高度重建技术进行了研究并重点分析了叠掩现象对于单极化InSAR高度重建的影响,并利用实验数据进行了验证。然后针对以上问题,利用PolInSAR技术对建筑物进行高度重建,研究了基...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PolSARPro仿真数
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-30-地区位于中国天山地区，地面目标大多是西伯利亚落叶松、西伯利亚红松和欧洲赤松等，高度分布在15~30m。表3-2给出了该数据的部分系统参数设置。a)SIR-C数据光学图b)SIR-C数据Pauli分解图图3-5SIR-C数据光学图与Pauli分解图表3-2SIR-C数据部分系统参数雷达参数数值中心频率1.249GHz基线长度60m方位/距离向分辨率7.464m×18.674m雷达波束入射角24.569°植被种类西伯利亚落叶松、欧洲赤松等实验的数值结果以平均高度和标准差的形式给出，本节实验采用两个评价指标，一是绝对误差平均值error，二是均方根误差RMSE，定义分别如下=realmeanmeanrealmeanerrorhhhh(3-18)12211MNijrealijRSMEhhMN(3-19)其中，h为反演高度，realh为真实高度，对于仿真数据来说，由于所以森林的高度均为14m，所以真实高度等于其均值，M和N分别为图像行列像素数目。图3-6a)和b)分别给出了仿真数据的坡度为0頀时，三阶段反演算法和改进的三阶段反演算法的结果。从图中可以看出，这两者的高度反演结果均在10m-25m左右，且这两种算法结果在坡度为0飼时总体差别不大。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-31-a)三阶段算法的反演高度b)改进的三阶段算法的反演高度图3-60°坡度仿真数据的三阶段及其改进算法的对比图3-7a)和b)分别给出了仿真数据的坡度为20时，三阶段反演算法和改进的三阶段反演算法的结果。从图中可以看出，在地形坡度为20遄的时候这两种算法的反演结果有很大的差别，大体上，三阶段反演算法的结果分布在20m左右，而改进的三阶段反演算法的结果分布在15m左右，可以看出三阶段反演算法的结果相比真实高度14m要高估很多，而改进的三阶段反演算法的结果比较接近真实高度，这也验证了STLS模型和改进的三阶段反演算法在一定程度上消除了地形坡度的影响。a)三阶段算法的反演高度b)改进的三阶段算法的反演高度图3-725°坡度仿真数据的三阶段及其改进算法的对比表3-3给出了三阶段反演算法与改进的三阶段反演算法在不同坡度下的平均高度与标准差，表中给出的实验结果由两部分组成，前半部分是平均高度结果，后半部分是与之对应的标准差，表示变化程度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种InSAR建筑物图像仿真及高程反演方法[J]. 王超,仇晓兰,李芳芳,雷斌. 雷达学报. 2020(02)
[2]基于机载InSAR干涉相位的高层建筑重构[J]. 郭睿,臧博,景国彬. 电子科技大学学报. 2019(05)
[3]高分三号卫星全极化SAR影像九寨沟地震滑坡普查[J]. 李强,张景发. 遥感学报. 2019(05)
[4]高分三号影像水体信息提取[J]. 谷鑫志,曾庆伟,谌华,陈尔学,赵磊,于飞,涂宽. 遥感学报. 2019(03)
[5]“高分三号”卫星图像干涉测量试验[J]. 余博,李如仁,陈振炜,张过. 航天返回与遥感. 2019(01)
[6]P波段极化干涉SAR森林高度反演研究[J]. 王磊,汪长城,付海强,伍雅晴. 测绘工程. 2017(02)
[7]高分-3卫星闪亮登场——世界分辨率最高的C频段多极化合成孔径雷达卫星成功发射[J]. 晓宇,潘晨. 国际太空. 2016(08)
[8]压缩感知在城区高分辨率SAR层析成像中的应用[J]. 廖明生,魏恋欢,汪紫芸,Timo Balz,张路. 雷达学报. 2015(02)
[9]极化干涉合成孔径雷达技术发展与应用[J]. 周梅,王新鸿,唐伶俐,李传荣. 科技导报. 2008(21)
[10]森林覆盖下人造目标PolInSAR图象的参数反演模型[J]. 邹斌,蔡红军,张腊梅,王国喜. 宇航学报. 2007(04)
硕士论文
[1]多频率InSAR高程信息重建算法研究[D]. 王伟.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3105826
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PolSARPro仿真数
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-30-地区位于中国天山地区，地面目标大多是西伯利亚落叶松、西伯利亚红松和欧洲赤松等，高度分布在15~30m。表3-2给出了该数据的部分系统参数设置。a)SIR-C数据光学图b)SIR-C数据Pauli分解图图3-5SIR-C数据光学图与Pauli分解图表3-2SIR-C数据部分系统参数雷达参数数值中心频率1.249GHz基线长度60m方位/距离向分辨率7.464m×18.674m雷达波束入射角24.569°植被种类西伯利亚落叶松、欧洲赤松等实验的数值结果以平均高度和标准差的形式给出，本节实验采用两个评价指标，一是绝对误差平均值error，二是均方根误差RMSE，定义分别如下=realmeanmeanrealmeanerrorhhhh(3-18)12211MNijrealijRSMEhhMN(3-19)其中，h为反演高度，realh为真实高度，对于仿真数据来说，由于所以森林的高度均为14m，所以真实高度等于其均值，M和N分别为图像行列像素数目。图3-6a)和b)分别给出了仿真数据的坡度为0頀时，三阶段反演算法和改进的三阶段反演算法的结果。从图中可以看出，这两者的高度反演结果均在10m-25m左右，且这两种算法结果在坡度为0飼时总体差别不大。
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-31-a)三阶段算法的反演高度b)改进的三阶段算法的反演高度图3-60°坡度仿真数据的三阶段及其改进算法的对比图3-7a)和b)分别给出了仿真数据的坡度为20时，三阶段反演算法和改进的三阶段反演算法的结果。从图中可以看出，在地形坡度为20遄的时候这两种算法的反演结果有很大的差别，大体上，三阶段反演算法的结果分布在20m左右，而改进的三阶段反演算法的结果分布在15m左右，可以看出三阶段反演算法的结果相比真实高度14m要高估很多，而改进的三阶段反演算法的结果比较接近真实高度，这也验证了STLS模型和改进的三阶段反演算法在一定程度上消除了地形坡度的影响。a)三阶段算法的反演高度b)改进的三阶段算法的反演高度图3-725°坡度仿真数据的三阶段及其改进算法的对比表3-3给出了三阶段反演算法与改进的三阶段反演算法在不同坡度下的平均高度与标准差，表中给出的实验结果由两部分组成，前半部分是平均高度结果，后半部分是与之对应的标准差，表示变化程度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种InSAR建筑物图像仿真及高程反演方法[J]. 王超,仇晓兰,李芳芳,雷斌. 雷达学报. 2020(02)
[2]基于机载InSAR干涉相位的高层建筑重构[J]. 郭睿,臧博,景国彬. 电子科技大学学报. 2019(05)
[3]高分三号卫星全极化SAR影像九寨沟地震滑坡普查[J]. 李强,张景发. 遥感学报. 2019(05)
[4]高分三号影像水体信息提取[J]. 谷鑫志,曾庆伟,谌华,陈尔学,赵磊,于飞,涂宽. 遥感学报. 2019(03)
[5]“高分三号”卫星图像干涉测量试验[J]. 余博,李如仁,陈振炜,张过. 航天返回与遥感. 2019(01)
[6]P波段极化干涉SAR森林高度反演研究[J]. 王磊,汪长城,付海强,伍雅晴. 测绘工程. 2017(02)
[7]高分-3卫星闪亮登场——世界分辨率最高的C频段多极化合成孔径雷达卫星成功发射[J]. 晓宇,潘晨. 国际太空. 2016(08)
[8]压缩感知在城区高分辨率SAR层析成像中的应用[J]. 廖明生,魏恋欢,汪紫芸,Timo Balz,张路. 雷达学报. 2015(02)
[9]极化干涉合成孔径雷达技术发展与应用[J]. 周梅,王新鸿,唐伶俐,李传荣. 科技导报. 2008(21)
[10]森林覆盖下人造目标PolInSAR图象的参数反演模型[J]. 邹斌,蔡红军,张腊梅,王国喜. 宇航学报. 2007(04)
硕士论文
[1]多频率InSAR高程信息重建算法研究[D]. 王伟.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3105826
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3105826.html
