【摘要】：壓縮感知技術(shù)(CS)的差分TomoSAR技術(shù)解決了中高分辨率SAR數(shù)據(jù)在城區(qū)出現(xiàn)的疊掩問題,實現(xiàn)了城區(qū)地表形變信息的重構(gòu),但是該方法僅利用了目標的稀疏特性并沒有考慮目標的結(jié)構(gòu)特性,對具有這兩種特性的目標進行重構(gòu)時其性能較差。針對這一問題,本文采用聯(lián)合Khatri-Rao子空間和塊壓縮感知(KRS-BCS),提出了一種差分SAR層析成像方法。該方法依據(jù)目標的結(jié)構(gòu)特性和重構(gòu)觀測矩陣具有的Khatri-Rao積性質(zhì),將稀疏結(jié)構(gòu)目標的差分TomoSAR問題轉(zhuǎn)化為Khatri-Rao子空間下的BCS問題,然后對目標進行塊稀疏的l1/l2范數(shù)最優(yōu)化求解,最后通過理論分析和仿真試驗對分辨能力和重構(gòu)估計性能進行了定性和定量評價,仿真結(jié)果表明本文所采用的KRS-BCS方法不僅保持了高分辨率的優(yōu)點,而且有效地降低了虛假目標出現(xiàn)的概率,大幅度提高了散射點準確重構(gòu)概率,切實可行地解決了CS方法的不足。應(yīng)用實例研究中,利用34景Envisat衛(wèi)星ASAR時間序列影像對日本千葉縣茂原市城區(qū)進行地表形變監(jiān)測,并以一等水準點和實時測量的GPS站點觀測數(shù)據(jù)作為參考形變結(jié)果進行驗證,試驗結(jié)果表明采用KRS-BCS方法反演的結(jié)果與參考形變結(jié)果保持了良好的一致性且形變速率整體偏差也較小,實現(xiàn)了較高精度的城區(qū)地表形變估計。
[Abstract]:The differential TomoSAR technology of compression sensing technology (CS) solves the overlap problem of medium and high resolution SAR data in urban area, and realizes the reconstruction of urban surface deformation information. However, this method only makes use of the sparse characteristics of the target and does not consider the structural characteristics of the target, and its performance is poor when reconstructing the target with these two characteristics. In order to solve this problem, a differential SAR tomography method is proposed by combining Khatri- Rao subspace and block compression sensing (KRS-BCS). According to the structural characteristics of the target and the Khatri-Rao product property of the reconstructed observation matrix, the differential TomoSAR problem of sparse structural target is transformed into the BCS problem in Khatri- Rao subspace, and then the block sparse l1/l2 norm is optimized. finally, the resolution and reconstruction estimation performance are evaluated qualitatively and quantitatively through theoretical analysis and simulation experiments. The simulation results show that the KRS-BCS method used in this paper not only maintains the advantages of high resolution, but also effectively reduces the probability of false targets, greatly improves the accurate reconstruction probability of scattering points, and solves the shortcomings of CS method. In the application case study, 34 Envisat satellite ASAR time series images are used to monitor the surface deformation in Maoyuan City, Chiba Prefecture, Japan, and the first level point and real-time measured GPS station observation data are used as reference deformation results to verify the experimental results. The experimental results show that the inversion results by KRS-BCS method are in good agreement with the reference deformation results, and the overall deviation of deformation rate is also small. The high precision surface deformation estimation in urban area is realized.
【作者單位】： 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所微波成像技術(shù)國家級重點實驗室;中國科學(xué)院大學(xué);中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心;
【基金】：國家發(fā)改委衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項([2012]2083)~~
【分類號】：P227

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本文編號：2507415