本文選題：InSAR + 相干性　； 參考：《武漢大學》2017年碩士論文

【摘要】：合成孔徑雷達干涉技術(InSAR)是一種很有應用價值的遙感工具,可生產(chǎn)米級至分米級精度的數(shù)字表面模型,能夠以毫米級精度監(jiān)測地表運動形變。近期,漸進寬幅掃描模式(TOPS)SAR數(shù)據(jù)的干涉測量成為研究熱點。TOPS是一種先進的ScanSAR模式,不僅能夠獲取大面積的掃描寬度,還解決了扇貝效應問題。然而,TOPS干涉的配準過程相當 復雜,這是由TOPS模式的成像特征決定的:每組burst的多普勒頻率變化大,因此需要極高的方位向配準精度。1/10像元左右的配準精度,對SAR干涉測量來說通常是推薦值,但對TOPS模式獲取的每組burst卻會造成嚴重的方位向相位不連續(xù)。因此,為避免相位不連續(xù),TOPS數(shù)據(jù)需要高于1/1000像元的配準精度。本研究分析了不同的配準方法:標準方法,幾何方法,和增強型頻譜差異法,并展示每一種方法對相干性的影響。標準方法的基本思想是尋找互相關最大值,或盡可能保持高相干性。它的局限性在于,使用有限數(shù)量的匹配點計算偏移量,然后使用內插法逼近,因此,配準精度與內插系數(shù)有關。幾何方法依賴于外部信息,如數(shù)字高程模型(DEM)和精確的軌道參數(shù)。該方法的配準精度受限于軌道參數(shù)的精度。第三種方法基于影像重疊區(qū)的光譜特征,是一·種針對TOPS模式數(shù)據(jù)的改進的頻譜差異(SD)技術。頻譜差異法能夠獲取預期的配準精度,但是如果影像重疊區(qū)域存在大的形變或覆蓋沒有穩(wěn)定目標的田地,盡管達到了要求的配準精度,也未必有良好的實際應用表現(xiàn)。因此,本研究提出一種增強型頻頻譜差異法(ESD)來改進傳統(tǒng)的頻譜差異法。本方法在生產(chǎn)差分干涉圖前首先改善兩幅低分辯率的干涉圖,具體來說,在使用ESD方法之前首先采用頻譜差異法對兩景SAR影像進行改正。經(jīng)測試,該方法得到更好的結果,代價是計算時間的延長。本文采用額外的時間計算(SD)步驟對此進行了說明,并提出一種縮減運算耗時的方法作為未來的研究內容,即改變配準過程的處理順序�；舅枷胧菍⒚恳唤Mburst當做一幅復數(shù)SAR影像,然后,同時分別(并行運算)處理對應的主burst和輔burst。這種新的處理順序將有效縮短TOPS配準的運算時間,但另一方面,其并行運算也將需要更多臨時磁盤和內存空間。
[Abstract]:Synthetic Aperture Radar Interferometry (InSAR) is a valuable remote sensing tool, which can produce digital surface models with precision from meter to decimeter, and can monitor ground motion and deformation with millimeter precision. Recently, the interferometric measurement of progressive wide-amplitude scanning mode has become a hot topic. Tops is an advanced ScanSAR mode, which can not only obtain the scanning width of large area, but also solve the scallop effect problem. However, the registration process of tips interference is quite complex, which is determined by the imaging characteristics of TOPS mode: the Doppler frequency of each group of burst varies greatly, so it requires a very high azimuth registration accuracy of about 10 pixels. It is usually recommended for SAR interferometry, but it can cause serious azimuth phase discontinuity for each group of burst acquired by TOPS mode. Therefore, the registration accuracy of 1 / 1000 pixel is needed to avoid phase discontinuities. In this paper, we analyze different registration methods: standard method, geometric method, and enhanced spectral difference method, and show the effect of each method on coherence. The basic idea of the standard method is to look for the maximum cross-correlation or to maintain as high a coherence as possible. Its limitation is that the offset is calculated with a finite number of matching points and then approximated by interpolation. Therefore the registration accuracy is related to the interpolation coefficient. Geometric methods depend on external information, such as digital elevation model (DEM) and precise orbital parameters. The registration accuracy of this method is limited by the accuracy of orbit parameters. The third method is based on the spectral characteristics of the image overlapped region, and is an improved spectral difference (SDD) technique for TOPS pattern data. The spectral difference method can obtain the expected registration accuracy, but if there is a large deformation in the image overlap area or cover the field with no stable target, even though the required registration accuracy is achieved, it may not have a good performance in practical application. Therefore, an enhanced frequency spectrum difference method (ESDs) is proposed to improve the traditional spectrum difference method. This method improves two low-resolution interferograms before producing the differential interferogram. Specifically, the spectral difference method is used to correct the two scenes SAR images before using the ESD method. The test results show that the method can get better results at the cost of prolonging the calculation time. In this paper, the extra time calculation (SDS) step is used to illustrate this problem, and a method of reducing the computation time is proposed as the research content in the future, that is, to change the processing order of registration process. The basic idea is to treat each group of burst as a complex SAR image and then process the corresponding primary burst and auxiliary burst simultaneously. This new processing order will effectively shorten the operation time of TOPS registration, but on the other hand, its parallel operation will also require more temporary disk and memory space.
【學位授予單位】：武漢大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P237

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本文編號：1910962