【摘 要】
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合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,In SAR)是一种主动式三维遥感测绘技术,它具有观测范围大、测量精度高,可以全天时、全天候对地面进行观测的优点,在数字高程重建、地表形变监测、冰川运动研究等领域具有重要的应用价值。为获得可靠的In SAR测量结果,需要对干涉数据进行高精度的处理。然而,由于干涉数据间失相干效应以及干涉相位周期性
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合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,In SAR)是一种主动式三维遥感测绘技术,它具有观测范围大、测量精度高,可以全天时、全天候对地面进行观测的优点,在数字高程重建、地表形变监测、冰川运动研究等领域具有重要的应用价值。为获得可靠的In SAR测量结果,需要对干涉数据进行高精度的处理。然而,由于干涉数据间失相干效应以及干涉相位周期性等特点,导致In SAR数据处理存在挑战性。本文以提高In SAR测量结果的精度为目标,针对In SAR数据处理流程中的前两步,即SAR复数图像配准和干涉图滤波展开研究。本文主要研究内容如下:(1)针对SAR复数图像实、复互相关函数配准算法无法自主选择高相干控制点以及单一测度函数适应性较差的问题,提出一种高精度的两级配准算法。算法首先采用较为稳健的实互相关函数配准算法对图像初步配准,得到粗精度的干涉图和相干系数图。然后进行高相干控制点的选取以及精配准方法的选择,避免互相关函数配准选取的控制点相干性较低或配准测度函数选择不恰当。配准实验结果表明,相比于实、复互相关函数配准算法以及频谱比值配准算法,所提算法得到的配准图像相干性更高,生成的干涉图相位连续性更好。(2)针对干涉图相位补偿滤波算法地形相位提取不精确以及残余相位滤波不能自适应的问题,提出一种相位补偿自适应滤波算法。算法通过对干涉图预滤波并对预滤波干涉图进行频谱截断的Goldstein平滑处理,有效提高了地形轮廓相位的提取精度。在残余相位滤波时,基于像元相干系数进行自适应像元数目的多视滤波,在有效滤除噪声的同时充分降低相位信息损失。滤波实验结果表明,相比于常用的干涉图滤波算法,所提算法在去除干涉图相位噪声的同时可以有效避免相位损失。(3)针对相位噪声较大时相位矢量欧式距离无法有效度量干涉图像素相似性的问题,提出一种稳健的非局部均值滤波算法。算法首先采用提出的相位补偿自适应滤波算法对干涉图预滤波,在保持相位结构的同时将相位噪声降低至较低水平。然后基于相位矢量欧式距离进行高可靠度像素相似性计算,有效提高干涉图非局部均值滤波的性能。仿真和实测干涉图滤波实验结果表明,相比于三种对比算法,提出算法在仿真干涉图上具有最优的滤波性能,而在实测干涉图上,所提算法产生了一定的相位结构模糊,更加有效的滤波算法仍然有待研究。
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