离散优化框架下的多基线InSAR相位解缠方法

多基线相位解缠技术通过扩展InSAR干涉相位的模糊度区间,突破了单基线解缠的相位连续性限制。然而,相位噪声始终困扰着多基线解缠,聚类分析算法能够在一定程度上抑制噪声,但聚类簇边界的相位连续性难以保障。针对该问题,本文提出了一种离散优化多基线InSAR抗噪相位解缠方法,该方法将经典的多基线解缠模型转化为离散优化问题,构建了多基线解缠解析框架。本文方法以双向遍历的形式求解相位模糊度,针对相位噪声引起的模糊度个数突变问题,采用分块聚类的策略予以校正,提高了算法的抗噪稳健性,解决了聚类簇边界跳变问题。本文基于模拟数据集及实测数据集验证了本文方法的有效性。结果表明,本文方法相对于传统聚类方法,均方根误差减少了约20%。

一种基于深度学习的多基线InSAR高程反演方法

提出一种深度学习与聚类分析算法结合的多基线合成孔径雷达干涉(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)高程反演方法。该方法利用深度学习神经网络对干涉图截距信息进行分类,作为干涉像元类别属性判断的依据,精确获取干涉像元聚类中心,在此基础上利用聚类分析算法获得观测场景的高程信息。主要步骤如下:首先,获取干涉图截距信息,随后利用深度学习神经网络对干涉图截距信息进行分类,获得干涉像元类别属性。其次,对网络预测的同一类别像元截距取其平均作为该类别像元的聚类中心,有效避免传统算法因对噪声敏感造成的错误分类。最后,利用聚类分析算法对网络预测聚类中心进行后处理得到观测场景高程信息。模拟和实测实验数据表明,在不同信噪比的情况下,该方法对不同地形高程反演的均方根误差比传统CA算法更小,重建精度更高。

多基线数字图像相关技术在基坑监测中的应用研究

基坑变形监测的对象为基坑岩土性状、支护结构变位和周围环境条件的变化,进行各种监测及分析工作。多基线、大重叠数字图像技术提高了点位解算的精度,可靠性和稳定性进一步增强,实现了远距多点、高频、全域基坑监测数字化测量工作。介绍了多基线数字图像相关技术在基坑变形监测过程中的具体应用原理和相应的计算方法,进一步提高该技术在基坑变形监测过程中的应用价值,也为类似工程基坑变形监测提供一定参考。

基于时间调制的单通道多基线相位干涉仪测向

基于时间调制理论,提出了一种单通道框架下的多基线相位干涉仪测向方法,其克服了传统相位干涉需要多个射频通道带来的系统复杂度高以及通道幅相不一致性问题.所提方法利用单刀多掷开关周期性接通多基线相位干涉的各天线单元,并从接收信号产生的谐波特征中同时估计多组基线产生的相位差.首先分析传统多基线相位干涉仪测向存在的局限性,然后提出基于时间调制的单通道多基线相位测量方法,最后结合2~8GHz宽带测向需求,设计四基线相位干涉仪并进行仿真.仿真结果显示,在2~8 GHz范围内,测向误差能达到0.1°以内,证明了本文方法的有效性.

顾及地表散射贡献与多基线参数线性相关性的PolInSAR植被高反演方法

单基线PolInSAR受观测信息不足影响常假设体散射占优极化方式地体幅度比为零,以实现植被高参数的反演,该假设导致植被高参数反演存在较大偏差。利用多基线观测数据,可补充观测信息实现地体幅度比参数的反演。然而,多基线反演模型引入过多模型参数,造成部分参数存在近似线性相关性,引起反演模型病态,常规算法难以得到准确的模型参数估值。鉴于此,本文提出了植被高反演多基线分步解算方法。首先,基于多基线体散射占优极化数据构建多基线反演函数模型,利用正则化方法处理模型病态问题,获得模型参数正则化估值,并通过均方误差分析方法筛选模型参数估值,确定出可靠的地体幅度比参数估值;然后,利用地体幅度比参数估值重估多基线纯体相干性,并基于最小二范估计准则融合多基线纯体相干性反演植被高参数。试验结果表明,本文方法可有效提高植被高反演精度,相较于三阶段算法与多基线常规解法,反演精度提高了26%,具备较好的可行性和有效性。

多基线InSAR技术的震区DEM提取及精度分析

针对汶川特大地震发生后的震区地形严重破坏,原有的地形图及DEM数据不再具有时效性,不能准确地描述地质特征,亟待更新重建。收集了2007年8月至2010年7月的20景Envisat ASAR影像数据,采用多基线InSAR技术对研究区域DEM进行提取,并对生成的ASAR DEM与ASTER GDEM和SRTM DEM进行了比较分析。实验结果表明,由于时效性原因,ASTER GDEM和SRTM DEM不能较好反映震后地面高程变化情况;所提取的ASAR DEM能有效弥补震后灾区DEM不足,在一些植被较少和地质稳定区域,ASAR DEM有着较高的精度,多基线InSAR技术提取方法为震后形变区域DEM提取提供了一个很好的途径。

多基线InSAR信号处理中优化阵列的应用

多基线干涉合成孔径雷达（Multi-Baseline interferometric SAR）是传统单基线InSAR的扩展,能够得到高分辨的高度地形图。但同时传感器的增加使得硬件开销大大增加。本文研究了优化阵列在多基线InSAR信号处理中的应用。在仿真实验中,通过与相同阵元个数的均匀阵列和传统单基线InSAR相比优化阵列显著提高了高度分辨率;同时,若要达到相同分辨率,则阵列优化可大大减少阵元个数,从而减少了硬件开销。

幼儿攻击性行为装扮游戏矫正的多基线实验研究

目的:探讨幼儿装扮游戏对幼儿攻击性行为的矫正效果。方法:采用多基线设计(A、B、C、D四阶段共20天)对三名幼儿园大班具有明显攻击行为的研究对象进行装扮游戏矫正。设计8个融合移情训练和榜样学习的装扮游戏,分别于多基线设计的B、C、D阶段干预研究对象一、二、三。结果:研究对象一在B、C、D阶段的攻击性行为次数较基线A均显著减少(5.4±1.1、3.4±1.3、1.8±0.8/9.8±2.5,F=23.97,P<0.001),研究对象二在C、D阶段的攻击性行为次数较基线A、B均显著减少(6.0±2.2、3.0±1.6/13.2±1.8、10.2±1.9,F=28.17,P<0.001),研究对象三在D阶段的攻击性行为次数较基线A、B、C均显著减少(2.8±0.8/12.4±1.5、10.0±1.2、11.0±1.6,F=52.37,P<0.001)。三个研究对象在矫正期D的攻击性行为次数没有显著差异(F=1.59,P=0.23)。结论:采用集体装扮游戏可以矫正幼儿的攻击性行为。

森林地上生物量的多基线InSAR层析估测方法

【目的】发展一种森林地上生物量(AGB)的多基线干涉合成孔径雷达(InSAR)层析估测方法,解决热带雨林森林AGB遥感估测常规方法的信号"饱和"问题,为区域及全球森林生物量估测和碳储量研究提供关键技术支撑。【方法】以法属圭亚那巴拉库(Paracou)热带雨林为研究对象,以Tropi SAR 2009 P-波段多基线机载SAR数据和85块样地调查数据为主要数据源。首先,根据HH极化层析相对反射率的三维分布信息提取林下地表高度,对HV极化多基线InSAR数据进行地形相位去除;然后,对HV极化多基线InSAR数据进行三维成像,并对其进行地理编码,得到地理坐标空间层析相对反射率的三维分布信息;最后,利用样地调查数据,分析不同高度处层析相对反射率与森林AGB的相关性,进而建立以层析相对反射率为输入特征的森林AGB估测模型,同时采用留一交叉验证法(LOOCV)对其估测模型进行精度评价。【结果】20 m以下各高度处层析相对反射率与森林AGB呈不同程度的负相关关系,以5 m高度处层析相对反射率与森林AGB的负相关性最强(相关系数达到-0.58);20 m以上各高度处层析相对反射率与森林AGB呈不同程度的正相关关系,以25 m高度处层析相对反射率与森林AGB的正相关性最强(相关系数达到0.63)。采用5 m高度处层析相对反射率构建模型的估测精度为88.44%,均方根误差为49.85 t·hm-2(相对均方根误差为13.56%);采用25 m高度处层析相对反射率构建模型的估测精度为88.82%,均方根误差为47.30 t·hm-2(相对均方根误差为12.87%);同时采用5 m和25 m高度处层析相对反射率联合构建模型的估测结果最优,估测精度为89.17%,均方根误差为46.45 t·hm-2(相对均方根误差为12.63%)。【结论】通过多基线InSAR层析技术得到的层析相对反射率信息有效解决了热带雨林森林AGB遥感估测常规方法的信号"饱和"问题。采用5 m和25 m高度处层析相对反射率可反演得到高精度的森林AGB,表明多基线InSAR层析技术得到的特定高度处层析相对反射率对热带雨林森林AGB具有良好的指示作用;同时利用5 m和25 m高度处层析相对反射率进行联合估测可进一步提高森林AGB的估测精度,说明充分利用不同层次的森林垂直结构信息可进一步提高复杂森林空间结构条件下的森林AGB估测精度。

多基线近景摄影测量连续像对相对定向

根据近景摄影测量多基线、大倾角摄影的情况,推导了多基线近景摄影测量连续像对相对定向的公式,提出了以基线分量以及方向余弦为参数的解算方法,从而克服了非线性的共面条件方程式在解算时对摄影位置及姿态的限制.对摄影测量手册中相对定向方法进行了介绍.利用非量测数码相机对实验场地所拍摄的数据进行两种相对定向方法解算,获得了精度较高的结果,验证了两种算法的正确性及稳定性.

多基线数字近景摄影测量系统在古典园林建筑物三维重建中的应用

本文提出了基于多基线数字近景摄影测量系统所获得的点云数据来实现园林古建三维建模的方法。以保定古莲花池不如亭三维重建为例,从多基线数字近景摄影测量系统工作原理入手,阐明了获取点云数据的过程和方法,通过对该系统测量误差分析,结果表明,该系统可以对园林古建进行精确测量,进而实现建筑物三维建模,为古典园林建筑物修缮提供数据支持。

基于去相干敏感因子的多基线PolInSAR植被高度反演方法

极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)技术通过建立相关质量评价指标筛选最优干涉几何,从而实现多基线植被高度反演。但目前使用的相干性特性、测高精度等质量指标并未关联与干涉几何直接相关的垂直波数,容易降低干涉几何选取的稳健性。本文提出一种基于去相干敏感因子的多基线PolInSAR植被高度反演方法,利用敏感因子描述干涉几何与植被高度的匹配程度,从多个单基线固定消光方法中确定最佳植被高度反演结果。使用欧洲航天局AfriSAR 2016项目的P波段合成孔径雷达(SAR)数据进行实验验证。实验结果表明:以激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)获取的植被高度作为参考,本文多基线反演算法的均方根误差为6.19 m,比其他两种传统方法精度分别提高了约14.14%和13.55%。

多基线摄影测量前方交会方法及精度分析

从摄影测量的基本原理出发,针对多基线摄影测量,介绍了光束法前方交会与线性法前方交会两种前方交会方法,并利用实验结果对多基线影像前方交会的两种方法进行了比较分析,从基线长度与参与交会的影像数两个方面分析了多基线影像前方交会的精度,为实际生产提供参考。

联合像素多基线InSAR降维处理方法

针对联合像素多基线InSAR处理的大运算量问题,提出了一种降维处理方法.在分析联合像素协方差矩阵构造过程的基础上,指出SAR图像配准时信号子空间的维数是不随卫星数目的增加而改变的.利用Lanczos迭代进行信号子空间逼近,避免了对高维协方差矩阵进行特征值分解,利用信号子空间拟合代替信号子空间向噪声子空间的投影,至少能够降低运算量50%以上.对仿真多基线数据和实测单基线数据的处理结果验证了本算法能保证处理精度要求.

多基线干涉SAR测量技术发展与趋势分析

本文针对多基线干涉合成孔径雷达新型对地观测技术,综合分析了其发展历史、应用范围、以及多基线干涉SAR(合成孔径雷达)系统现状.同时,对多基线干涉SAR测量技术数据处理关键技术等方面的研究进展,以及在测绘、海洋、建筑物监测、水文、地面沉降监测等领域的应用潜力进行了研究与阐述.最后针对地形测量应用领域,着重论述了其相关研究热点及未来发展趋势,并初步分析了部分尚待解决的问题.

噪扰条件下数字式多基线相位干涉仪解模糊问题

数字式多基线相位干涉仪具有能被动测向、且测向精度高的优点。为了解决增大最大无模糊角度与提高测向精度之间的矛盾,将会在多基线干涉仪中采用参差基线关系进行测向,这样可以大大增加最大无模糊角度。但在噪扰条件下,还有一些有待讨论的问题,包括:正确解模糊的条件,对输入信号信噪比的要求,理论的测向精度以及参差系数的选取等。对以上这些问题进行了深入的研究,给出了正确解模糊允许的最大噪扰、最低信噪比和可以正确解模糊的角度范围,仿真结果表明了理论分析的正确性。

多基线数字近景摄影测量系统测树方法及数据分析

Based on the measurement principle of multi-baseline digital close-range photogrammetry system,this paper proposed method of gain forest measurement factors by this system. Through comparing research of the statistical results in photogrammetry data of stumpage and measured data of total station,the result indicates that people may gain more reliable data by multi-baseline digital close-range photogrammetry system,accurately monitor forest and meet the need of forest measurement by this system. At the same time,by establishing three-dimension point cloud model based on 3-D model of tree,people may expediently gain forest measurement factors which shall be harder by traditional methods.

一种基于Integral Imaging和多基线立体匹配算法的深度测量方法

Integral Imaging(II)是一种能够记录和显示全真三维场景的图像技术.该技术采用微透镜阵列记录空间场景,空间任意一点的深度信息只需通过一次成像即可直接获得.本文研究结合多基线立体匹配算法采用II直接获取物体空间信息的方法.其结果既可为下一代基于II的三维电视图像的数据处理提供应用基础,同时也可望应用于开发新型的深度测量工具.

多频-多基线MIMO InSAR及其性能分析

研究了一种基于多发多收技术的多通道干涉合成孔径雷达工作模式(MIMO InSAR)。该模式将多通道干涉合成孔径雷达中常用的多频技术与多基线技术相结合,通过多发多收技术形成比物理接收相位中心数量更多的等效接收相位中心,从而增加了独立干涉相位的数量,提高了高程估计的可靠性和精度。从理论上对MIMO InSAR模式的性能进行了分析,并通过数值仿真验证了该工作模式的良好性能。

多基线InSAR干涉图仿真方案设计与分析

多基线InSAR具有高可靠性与高精度的优势,是InSAR技术发展的方向之一。为了提供研究多基线InSAR技术的良好实验数据,针对正侧视SAR成像的几何特点,以F.Leberl构像模型建立像点与地面点之间的坐标关系,借鉴摄影测量中的正射纠正方法,分别设计了利用DEM进行多基线InSAR干涉图模拟的直接法仿真方案和间接法仿真方案。采用多套DEM进行了仿真实验,得到了满意的仿真效果,结合仿真结果分析了不同仿真方案的特点。