本文關(guān)鍵詞：高分辨率機(jī)載InSAR相位解纏方法研究　出處：《中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：合成孔徑雷達(dá)干涉測量(InSAR)是一項(xiàng)利用復(fù)圖像相位差作為信息源提取地表三維信息的技術(shù)。目前InSAR技術(shù)主要運(yùn)用于生成大面積高分辨率的數(shù)字高程模型(DEM)和檢測地表形變。相位解纏是InSAR技術(shù)的關(guān)鍵步驟,其精度直接影響DEM和地表形變精度。目前國內(nèi)外學(xué)者提出了幾十種相位解纏算法,主要分為三大類:1)路徑跟蹤法;2)最小范數(shù)法;3)網(wǎng)絡(luò)流法。路徑跟蹤法易形成解纏孤島;最小范數(shù)法易造成全程的誤差傳遞。而網(wǎng)絡(luò)流法兼具了解纏連續(xù)性與限制誤差傳遞的優(yōu)點(diǎn)。SNAPHU算法為網(wǎng)絡(luò)流法,被廣泛運(yùn)用于InSAR數(shù)據(jù)處理中,本文以SNAPHU算法為機(jī)載相位解纏算法的研究基礎(chǔ)。SNAPHU本為星載相位解纏算法,其參數(shù)與幾何模型與機(jī)載InSAR系統(tǒng)并不完全匹配,因此根據(jù)機(jī)載系統(tǒng)的特性,修正其參數(shù)與幾何模型。此外,機(jī)載In SAR系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)分辨率更高,相較星載數(shù)據(jù)更易出現(xiàn)相位不一致,尤其在山區(qū),樹木繁茂區(qū)域或者是水體區(qū)域相干性低,產(chǎn)生嚴(yán)重的相位不一致。相位不一致為局部問題,當(dāng)干涉數(shù)據(jù)存在嚴(yán)重相位不一致時,SNAPHU作為一種全局算法,并不能很好地解決該問題,解纏結(jié)果往往存在沿相位不一致為分界的大面積相位跳變。為解決上述問題,結(jié)合路徑跟蹤法和網(wǎng)絡(luò)流法的優(yōu)點(diǎn),提出一種殘差點(diǎn)退化的修正幾何模型的統(tǒng)計費(fèi)用網(wǎng)絡(luò)流機(jī)載相位解纏算法。該算法根據(jù)殘差點(diǎn)及其鄰域像元的性質(zhì)對殘差點(diǎn)進(jìn)行處理,使其退化為非殘差點(diǎn),使局部數(shù)據(jù)得以優(yōu)化;再采用機(jī)載統(tǒng)計費(fèi)用網(wǎng)絡(luò)流法對退化后的圖像進(jìn)行解纏。該算法可分為3步:1)殘差點(diǎn)退化;2)機(jī)載統(tǒng)計費(fèi)用網(wǎng)絡(luò)流相位解纏;3)中值濾波。該算法結(jié)合了局部求優(yōu)與全局求優(yōu)算法的特點(diǎn),從而在整體上具有良好的解纏性能,有效地解決了解纏相位大面積跳變的問題;此外,中值濾波能有效降低噪聲的影響,對噪聲具有魯棒性。本文創(chuàng)新點(diǎn)在于提出一種能解決這種大面積相位跳變的機(jī)載相位解纏算法。創(chuàng)新點(diǎn)有兩處:1、對濾波且去除平地相位后的干涉圖像,進(jìn)行殘差點(diǎn)退化處理。殘差點(diǎn)退化處理包含殘差點(diǎn)定位,及殘差點(diǎn)補(bǔ)償兩部分。根據(jù)殘差點(diǎn)及其臨域像元的性質(zhì),對殘差點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償使其退化為非殘差點(diǎn),不斷迭代這一過程,以減少圖像中的殘差點(diǎn),優(yōu)化局部數(shù)據(jù)。2、修正了SNAPHU算法的參數(shù)與幾何模型,使其與機(jī)載InSAR系統(tǒng)相匹配。將殘差點(diǎn)退化方法與SNAPHU算法結(jié)合起來,形成一種融合局部求優(yōu)與全局求優(yōu)優(yōu)點(diǎn)的算法,從而在整體上具有良好的解纏性能,并能有效解決解纏相位大面積跳變的問題;此外,對解纏后的圖像進(jìn)行中值濾波,能有效降低噪聲的影響,使算法對噪聲具有魯棒性。利用2011年四川江油地區(qū)的多組單軌雙天線X波段機(jī)載InSAR數(shù)據(jù)進(jìn)行了試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,在相位不一致,相干性低的連續(xù)樹木帶、山體疊掩、水域等區(qū)域,該算法顯著縮小了解纏相位不連續(xù)區(qū)域,修正了大面積的相位跳變。驗(yàn)證了殘差點(diǎn)退化方法結(jié)合統(tǒng)計費(fèi)用網(wǎng)絡(luò)流算法可有效解決解纏相位大面積跳變問題,且對噪聲具有魯棒性。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN958

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