路桥膨胀土区域地表变形三维时序InSAR监测方法

本文研究了InSAR技术在路桥膨胀土地区的变形监测方法,以获取地表变形规律和沉降值。实验结果表明,该方法可以通过分析差分干涉图来获得表面变形,获得的表面变形沉降值与实测实际沉降值的误差在+3~-3mm之间,因此监测结果更加准确。路桥膨胀土区域的地表变形具有一定的规律性,膨胀土的特性会导致该区域的地表形变。

InSAR干涉图的矢量分离式小波滤波

提出了一种新的InSAR干涉图滤波方法,并提出采用滤波前后干涉相位的均方差来进行滤波精度评价的策略。对不同类型的多幅干涉图进行了滤波实验,结果表明,本文滤波方法效果较好,精度较高。

INSAR干涉图的零中频矢量滤波算法

提出一合成孔径雷达干涉测量干涉图的滤波方法。该方法引入无线电技术中的零中频技术,将干涉图由高的中心频率变为零中频信号,再将信号分解至矢量空间中的两路正交信号,得到正弦支路信号和余弦支路信号,并分别进行低通滤波处理,最后根据滤波后的两路正交信号计算出滤波后的零中频干涉图,并恢复干涉图的原始频率,得到原始干涉图的滤波结果。实验结果表明:该方法滤波效果较好,能够解决干涉图条纹密集时滤波处理困难、效果较差的问题。

InSAR干涉图最优化方向融合滤波

在分析干涉条纹图噪声特征的基础上,提出了一种能有效保持干涉图条纹的边缘和细节信息的InSAR干涉图滤波算法——基于最优化融合的自适应方向平滑算法。该算法首先对8个线性方向窗口进行统计分析,然后根据干涉图的相干性选择合适的线性方向窗口,按照最优化融合的方法,以方差倒数为权重对各个方向窗口的均值进行加权平均。模拟和真实干涉图数据的实验结果表明新方法不仅能有效的抑制干涉图噪声,而且能较好的保持干涉图的细节和边缘信息,具有很好的信息保持能力。

InSAR技术在矿区沉降监测中的应用研究

介绍了应用InSAR技术监测矿区地表沉降以及地下开采活动的原理;利用重轨差分InSAR技术获得了峰峰矿区地表ENVISAT和JERS 1的雷达形变干涉相位图;分析了在矿区地表沉降过程中ENVISATC波段和JERS 1 L波段形变干涉相位图的相干特性、相位特性以及干涉测量技术在矿区地表沉降监测中应用的可行性和局限性。实验结果表明,利用C波段和L波段雷达数据可以实施对矿区地表沉降的监测,但是C波段雷达受到空间干涉基线的限制更加严格,如果要实现对矿区地表沉降的监测,需要充分利用每个卫星回访时期的雷达数据,建立长时序的星载雷达形变干涉相位图序列,才能较好地实现矿区地表沉降监测。

小波-维纳组合滤波算法及其在InSAR干涉图去噪中的应用

为了提高InSAR干涉图的滤波质量,在分析小波变换和维纳滤波各自优势的基础上,提出并构造了一种小波-维纳组合滤波器,实现了相应的滤波算法并开发了一套计算程序。为验证该算法的功效,选取美国Phoenix局部地区作为实验区域,使用ERS-1/2C波段干涉图作为滤波原数据,以视觉效果、相位导数标准偏差、奇异点个数以及数字高程模型精度作为评价指标,并与其他两种典型滤波算法即小波软阈值法和Goldstein法进行了比较,证实了小波-维纳组合滤波算法在干涉图去噪、保护边缘信息和精度等方面具有明显的优势。

一种InSAR干涉相位图的自适应滤波算法

提出了一种自适应的InSAR干涉相位图滤波方法.干涉相位滤波算法的关键是独立同分布滤波样本的选取,该方法以相位变化最小为准则,根据区域增长策略,在当前滤波像素的邻域空间内自适应地选择滤波窗口,再在此窗口内进行复数平均得到滤波后的干涉相位值.以相位变化最小为准则进行滤波样本的选取,使其满足独立同分布的条件,从而提高干涉相位滤波的性能.仿真数据和实测数据的处理结果表明,该算法具有较好的滤波性能,能够充分保持干涉相位图像细节,并有效地去除噪声.

一种基于小波相位分析的InSAR干涉图滤波算法

为了提高InSAR干涉图的滤波质量,本文在考虑干涉信号在同一尺度内具有相关性的基础上,提出并实现了一种基于小波相位分析的干涉图滤波算法。为检验算法的有效性,选取美国Phoenix地区高信噪比和伊朗Bam地区低信噪比两个真实C波段干涉图进行了滤波实验,通过与中值滤波算法、小波-中值滤波算法比较,证实了小波相位滤波算法是有效的且具有一定的优势。研究表明,不论是高信噪比干涉图还是低信噪比干涉图,小波相位滤波算法都能有效抑制其噪声。

由新质量图引导的InSAR快速解缠方法

相位解缠是SAR干涉测量数据处理中的一个关键步骤之一,解缠结果的好坏直接影响最终数字高程模型的精度。该文介绍了一种新的质量图求取方法。该方法考虑到条纹宽度对传统的灰度方差质量图的影响,提出利用平面拟合来消除坡度效应后再求取灰度方差作为质量,取得良好的效果。该文还对质量图的解缠算法进行了改进,利用查找表来降低路径搜索的计算量,大大减少了解缠所需要的时间。由于InSAR图像的数据量往往很大,解缠时间的大大缩短对于这样大量数据的处理是非常有利的。对真实InSAR干涉纹图的处理结果表明,该解缠方法高效而实用。

一种基于小波变换的InSAR干涉图滤波方法

提出一种基于小波变换的InSAR干涉图滤波算法,此算法先用小波变换对干涉图数据做多级分解,得到图像的多级近似部分系数和3个(水平、垂直、对角线)方向的细节部分系数,然后分别对每一级各个方向的细节部分系数检测其是否为对应方向的边缘,对边缘处的系数根据边缘的方向不同,用不同的方向模板平滑后,再中值滤波;对非边缘处的系数直接中值滤波。用真实的InSAR干涉图实验结果证明此方法具有较好的滤波效果。

高条纹率InSAR干涉图滤波方法的对比研究

探讨复数域均值滤波、圆周期均值滤波、Lee滤波、旋滤波和Goldste in频域滤波方法在高条纹率InSAR干涉图滤波中的效果。对意大利Etna火山真实干涉图的滤波分析表明:在高条纹率情况下,由于受滑动窗口采样的限制,空域滤波都会不同程度地造成干涉条纹的混迭;而Goldste in频域滤波在噪声严重区域并不产生滤波效果,且表现出较好的条纹保持能力,具有很好的保真性和自适应性。

INSAR干涉图的滤波方法

介绍了INSAR干涉图的多视滤波、矢量滤波等现有的空间域滤波方法,提出了频谱加权的频率域滤波方法。该方法需要将干涉图中的干涉相位映射为单位矢量,并进行FFT变换,得到其频谱,然后采用幂函数、正弦函数或者指数函数等对频谱进行加权处理,从而抑制噪声的频率成分,最后再将加权处理后的频谱变换到空间域,计算干涉相位,得到原始干涉图的滤波结果。采用不同数据源获取的干涉图进行了矢量滤波和频谱加权滤波实验。结果表明:矢量滤波的相位保持能力较好,但是对于较差质量处和条纹密集处的干涉图滤波效果较差;频谱加权滤波属于频率域非线性滤波,它的相位保持能力较差,但是它属于全局滤波方法,能够使条纹质量较差的局部区域恢复出清晰的干涉条纹,甚至可以使没有条纹的局部区域出现清晰条纹。在滤波时要根据干涉图的实际情况和滤波精度要求选择合适的滤波器。

INSAR干涉图的相位解模糊处理

在INSAR处理技术中,相位解模糊非常困难,仍然是影响INSAR应用的一大瓶颈。考虑到优秀的干涉图滤波能使相位解模糊变得容易,提出了一种新的相位解模糊方案首先采用矢量滤波方法对干涉图进行较好效果的滤波处理,然后采用基于相干图(或伪相干图)的区域生长方法进行相位解模糊。实验采用了美国SIR-C数据和欧空局ERS-1/2数据,结果表明干涉图的矢量滤波和基于相干图(或伪相干图)的区域生长方法的综合利用可以成功进行相位解模糊。

利用平地干涉相位进行INSAR初始基线估计

INSAR技术是最有潜力获取高精度DEM的手段之一。在其关键技术中,基线估计是影响最终DEM精度的一个关键因素。通常,较小的基线估计误差将会导致获取的DEM中存在较大的斜坡效应。但是,对于境外等难以获取地面控制点的区域,很难精确地估计出基线参数,从而使获取的DEM误差很大。针对这种情况,从INSAR的基本原理入手,提出了一种新的利用平地干涉相位进行初始基线估计的方法。利用1994年美国NASA航天飞机SIR-C/X-SAR数据和中国科学院电子所机载双天线干涉数据进行了实验,结果表明:该方法适用于无控制地区的基线估计,它无需地面控制点,并且估计出的基线参数比较精确。

基于旋滤波的InSAR干涉条纹图滤波方法

InSAR干涉条纹图处理中,对噪声进行滤波是非常关键的一步。该文在分析现有滤波算法的基础上,考虑了干涉条纹图方向性特点,提出了基于旋滤波的InSAR干涉条纹图滤波方法。可以有效地去除残点对相位解缠的影响,同时保持相位信息不受损害。对仿真数据及真实InSAR数据的处理结果证明了该方法的有效性。

基于PD算子的InSAR干涉图滤波研究

讨论了 In SAR干涉图的滤波问题 ,提出了基于 PD算子的干涉图滤波算法。算法首先对干涉图作分块处理 ,并假定其中各数据块上的相位值符合多项式模型 ,通过 PD算子分别估计各数据块的模型系数 ,由此重构出近似干涉图。然后根据近似干涉图对原始干涉图进行‘解调’,降低原始干涉图的条纹密度 ,并使用滑窗作低通滤波处理。最后将滑窗处理后的干涉图与近似干涉图相乘得到滤波后的干涉图。为避免因分块处理而产生干涉相位图的马赛克效应 ,算法通过处理两组错位的干涉图分块数据 ,并对滤波后的两幅干涉相位图作加权处理 ,有效地降低相邻数据块间相位值的不连续性。对 X- SAR重复轨道数据产生的干涉图的处理结果表明 ,该算法能够对干涉图作很好的滤波处理 ,特别是在低信噪比区域 ,算法具有较突出的滤波性能。

InSAR矿区形变监测的边缘保持-Goldstein组合滤波方法

介绍InSAR技术用于监测矿区地表形变的干涉图滤波方法,为避免对密集条纹强噪声干涉图重复进行-Goldstein等方法过度滤波而导致的条纹信息丧失,提出一种边缘保持Goldstein组合滤波方法。采用具有强条纹保持能力的边缘保持滤波方法进行滤波,根据其伪相干值及相位标准偏差改进Goldstein方法的滤波因子,从而达到更有效滤波的目的。结果表明:边缘保持-Goldstein组合滤波比单次Goldstein滤波残差点改善率提高了23.7%,边缘保持指数高达0.74,效果优于二次Goldstein滤波效果。此法结合频域和空域滤波的优点,对于高密度条纹强噪声干涉图不仅具有较强的噪声控制能力,而且具有很强的条纹细节保持能力。

基于相干点目标的多基线D-InSAR技术与地表形变监测

失相干(Decorrelation)与大气波动是影响重复轨差分干涉测量(D-InSAR)进行地表形变信息提取的主要因素。相干性降低使得干涉纹图在空间上表现为不连续,难以完成相位解缠。重复观测时大气波动引起的相位延迟在空间域上的不均一分布则降低了D-InSAR提取形变信息,特别是空间范围覆盖较大的形变场的精度。介绍了一种基于相干目标的多基线D-InSAR数据处理算法。该算法根据少量SAR数据构成多基线干涉纹图集,分别利用点目标检测算法和相干系数均值作为相干目标提取的测度;利用相位回归分析模型对干涉相位进行时间域迭代处理,从干涉相位中提取线性形变速率和DEM误差改正,通过迭代处理补偿高程误差,解算线性地表形变速率。该算法提高了D-InSAR形变监测的时间采样率,能准确获取每个观测时刻的形变累积量。以沧州地区2004—2005年的SAR数据为例,获取了该地区地表沉降线性速率及其演变状况。

柔性基线抖动对星载双天线InSAR系统性能的影响分析

该文针对星载双天线InSAR存在柔性基线抖动现象,分析了其对系统主要性能的影响。首先建立了基线抖动模型,在一定参数范围内,得到了简化的副天线回波信号模型,采用改进的2维频域算法可得原始回波数据;分析波束失准并提出了一种波束对准方案;阐述了低频/高频抖动对SAR图像与干涉图的影响。以典型系统参数为例,数值模拟和理论分析结果一致,可为系统设计和应用提供一定的理论参考。

基于小波域HMT模型InSAR干涉图噪声滤波研究

相干斑噪声是InSAR干涉图固有的,且InSAR干涉图对相干斑噪声十分敏感,为了得到精度更高的干涉测量产品,需要对干涉图进行相干斑噪声滤波。针对InSAR干涉图中相干斑噪声的统计特性,提出了一种基于小波域HMT模型的InSAR干涉图滤波算法,对InSAR干涉图的实部和虚部分别进行处理。试验研究结果表明,该方法在有效抑制相干斑的同时,还能有效地保持相位的细节信息和条纹的边缘结构,而且大大地减少了残余点的数量,有利于提高InSAR干涉测量的精度。