地基SAR干涉相位滤波优化方法

地基SAR对边坡进行形变监测过程中,为了获得较高的图像质量和进行相位解缠的需要,往往要对干涉相位进行滤波优化,以提高干涉相位图的信噪比,减少干涉相位图中的残差点,从而有助于更好地进行相位解缠,提高形变监测的精度与可行性。本文针对地基SAR干涉相位图的空变等特性,对地基SAR干涉相位滤波算法进行了研究,着重介绍了四种经典、高效的干涉相位滤波算法,并进行了地基SAR边坡形变监测试验,使用实测干涉数据进行了四种滤波处理,从定量及定性的角度对每种滤波算法进行了比较与评估。最终给出了最优滤波算法,为地基SAR进行干涉相位实时滤波优化及后续数据处理提供了基础。      

利用线性相位模型提高干涉SAR图像相干性及改进相干性估计

本文提出一种对干涉合成孔径雷达(干涉SAR)处理中单视复图像(SLC)进行地形自适应预滤波的方法,提高从不同入射角获得的SAR图像之间的空间相干性,并同时改进相干性估计.通过Chirp-Z变换进行干涉图局部频率估计,从而提取干涉图线性相位模型,并利用其进行距离和方位向的地形自适应预滤波.由于滤波器参数随地形进行调整,其性能优于仅仅依赖轨道参数或平坦地球相位估计的固定带宽非自适应滤波器.文中对SIR-C/X-SAR的Etna火山干涉数据同时进行了距离和方位向地形自适应处理,利用相干系数直方图对该方法与固定带宽非自适应滤波方法的性能作了比较.最后,本文还应用线性相位模型改进相干性估计,得到了去除地形变化因素后的相干系数图.     

基于贝叶斯门限的静态小波域干涉相位图滤波

干涉相位图中的噪声会妨碍后续的相位解缠,并降低最终的DEM精度。本文提出一种静态小波域的干涉相位图滤波方法。该方法能够自适应地计算贝叶斯门限分类静态小波系数,并可根据干涉相位图特性自适应地选取小波变换的最优尺度值。文中用仿真数据和SIR-C/X SAR在意大利Etna火山的干涉数据进行实验,并将该文算法处理结果与均值滤波、中值滤波和Goldstein滤波的结果相比较。用该算法处理,处理仿真数据所得结果的最小均方误差和相关性均优于其余方法。该算法处理Etna火山的干涉数据时,残余点从30430点降至113点,远少于其余算法的处理结果。实验结果表明：该文算法能够较好地保持干涉条纹细节,有效减少干涉相位图中的残余点,与Goldstein滤波相比也具有一定优势。     

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。     

一种基于Non-Local Means的地基差分干涉雷达相位滤波改进方法

地基差分干涉雷达相位图中,往往含有大量相位噪声,严重影响相位解缠和形变测量结果.有鉴于此,本文提出一种改进的自适应非局部均值(Non-Local Means)组合滤波算法.该算法首先利用相干系数构造出可自适应的平滑参数模型,有效改善了Non-Local Means算法在滤波参数选择上的固定性.其次,利用维纳滤波可对空变...     

一种基于质量指导的InSAR相位解缠快速实现方法

相位解缠是干涉SAR数据处理中的关键步骤,解缠效果的好坏直接影响干涉测量的精度。该文针对质量指导的相位解缠方法需要进行大量排序操作,在干涉数据维度较大时解缠效率低下的问题,提出了一种基于堆排序的快速的质量指导相位解缠方法。首先通过干涉复数据对或干涉相位确定相位质量图。然后利用最大堆作为质量图排序的数据结构,通过对最大堆进行删除根结点、插入新结点操作的过程中始终保持最大堆的性质不变,从而实现了质量图的排序,完成了从高质量区域到低质量区域的相位解缠。与传统方法相比,基于堆排序的方法大大降低了计算的时间复杂度,对于干涉SAR大面积测绘应用具有十分重要的意义。最后,通过仿真和实测数据验证了算法的正确性和高效性。     

噪声消除算法在干涉SAR相位解缠中的应用研究

本文把噪声消除算法应用在干涉SAR相位解缠中，分析了该算法的特点．为了更好地解缠干涉SAR数据，提出了一种改进的方法．在原有两点规则的基础上，提出了三点规则，并提出把两点规则和三点规则结合使用来提高相位解缠稳健性的混合算法．该方法有效地解决了噪声消除算法在解缠质量差干涉相位图时不收敛的问题，在保持了算法的计算精度的同时提高了算法的稳健性．对仿真和真实干涉SAR数据的实验结果验证了本文方法的有效性．     

噪声消除算法在干涉SAR相位解缠中的应用研究

本文把噪声消除算法应用在干涉SAR相位解缠中,分析了该算法的特点.为了更好地解缠干涉SAR数据,提出了一种改进的方法.在原有两点规则的基础上,提出了三点规则,并提出把两点规则和三点规则结合使用来提高相位解缠稳健性的混合算法.该方法有效地解决了噪声消除算法在解缠质量差干涉相位图时不收敛的问题,在保持了算法的计算精度的同时提高了算法的稳健性.对仿真和真实干涉SAR数据的实验结果验证了本文方法的有效性.     

基于模数的干涉相位自适应中值滤波法

为了改善对干涉相位噪声的抑制效果而又确保有用相位跳变信息不被滤除,该文首先研究了模数滤波算法,并提出了一种基于最短子区间搜索的干涉相位模数估计算子对其进行改进,在进一步分析模数估计参数与相位分辨率之间关系的基础上,提出了一种局部相位中心随干涉相位质量自适应变化的中值滤波方法。该方法不仅克服了模数滤波导致的条纹边缘模糊问题,还解决了传统空域滤波进行一致性处理所造成的过滤波和欠滤波问题,而且具有较高的运算效率。最后通过对仿真和实测TerraSAR–X数据的处理和分析,验证了该方法的有效性。     

基于粗数字高程模型信息的干涉相位图生成方法

该文提出了一种基于粗数字高程模型(DEM)信息的干涉相位图生成方法,其思路为充分利用已有的DEM信息来完成SAR图像配准-干涉相位滤波处理。此方法首先根据粗DEM信息和系统参数计算得到SAR图像中每一像素的2维配准偏移量,从而完成SAR图像的配准。在干涉相位滤波中,由粗DEM信息仿真生成已知地形的干涉条纹图用以补偿InSAR系统录取得到的干涉相位,再对残余相位进行滤波处理,提高干涉相位滤波的性能。另外,对于高分辨率SAR图像,粗DEM高程误差和系统参数误差会引入较大的图像配准误差,该文再利用联合像素子空间投影方法进一步完成SAR图像的精确配准和相位滤波。仿真结果验证了该文方法的有效性。     

一种基于增采样的干涉SAR相位解缠方法

干涉合成孔径雷达测量地形高程时,复杂地形区域的干涉条纹过密会导致干涉相位解缠失败,从而使得无法精确获得地形高程信息。该文提出一种降低错误解缠率的新方法,通过对干涉复图像进行增采样,使得干涉条纹相位梯度降低,从而降低相位滤波和相位解缠处理的难度,降低相位解缠的错误率。利用干涉复图像频率与Nyquist频率之间的关系,进行所提方法对地形的适应性分析。理论分析和仿真结果验证了所提方法的有效性,尤其是对于符合Nyquist采样的大坡度区域,该方法有很好的滤波和解缠效果。该文提出的方法不需要增加额外数据,实现简单,运算速度快,可应用于干涉合成孔径雷达的地面处理系统中。     

基于总变分的干涉成像高度计相位滤波方法

宽幅干涉成像高度计采用双天线近天底角短基线干涉测高技术,实现对海洋亚中尺度现象的高时空分辨率与高精度观测。在反演海面高度(SSH)的过程中,干涉相位滤波处理是抑制随机相位噪声,保持相位边缘细节的重要环节。该文针对成像高度计干涉相位随机噪声方差在刈幅范围内分布不均匀的特点,基于宽幅干涉成像高度计相位模型,提出一种改进的总变分正则化滤波方法,可以有效抑制去平地后成像高度计的干涉相位噪声。通过仿真数据验证,滤波相位误差的标准差(STD)由0.32 rad降低至0.023 rad,且刈幅范围内STD最大偏差小于0.001 rad。改进的总变分滤波方法实现全刈幅干涉相位误差精度的均匀分布,较好地保持了分辨率和边缘信息,为海面高程精度的一致性提供有效保障。     

一种自适应迭代的非局部干涉相位滤波方法

干涉相位滤波是获取高精度DEM 及正射图像过程中必不可少的关键步骤。传统相位滤波方法在滤除噪声和保持相位细节方面不能很好地兼顾,尤其在相干性较差或地形变化剧烈的情况下,难以得到高质量的干涉相位。该文针对上述问题提出了一种自适应迭代的非局部干涉相位滤波方法,其基于非局部的滤波思想,利用图像的冗余信息进行滤波。该方法根据干涉相位的自身特性,实现了衰减参数的自适应,之后通过自动迭代并在迭代过程中调节窗口大小使得滤波精度进一步提高。该文通过仿真和实测数据对现存算法与该文算法进行了对比分析,验证了所提算法的有效性。      

一种改进的基于干涉相位的基线估计方法

该文研究了基于干涉相位的基线估计方法,对原有基于干涉相位傅里叶变换的算法从4个方面进行了改进。提出了精确计算干涉相位瞬时频率的方法;指出了干涉相位样本区域分布原则,能够有效改善采用最小二乘拟合方法时方程的病态性;提出了能够有效剔除干涉相位噪声较大及地形变化剧烈区域对估计精度影响的定量化样本区域选取准则;通过计算差分干涉相位迭代求解优化估计精度。利用改进算法对双天线干涉和重轨干涉数据进行了基线估计,结果表明该文算法相比原有算法鲁棒性和精度都大大提高,适合机载重轨干涉SAR的基线估计。     

基于信噪比门限判断和小波变换的SAR干涉图滤波法

该文首先研究了一种基于离散小波变换(DWT)的干涉图滤波算法,对该算法的噪声模型和处理流程进行了详细的分析,并在其基础上做了基于静态小波变换(SWT)的改进。接着利用实测数据对这两种方法做了实验,通过对实验结果的分析,提出了一种高噪声环境下,在保证残点数降低率的同时,还能提高干涉条纹质量的滤波方法。在此滤波方法的基础上, 进一步提出了基于信噪比门限判断的干涉图两级处理滤波法,并对其处理流程做了详细的讨论。利用实测数据对该方法进行了仿真,实验结果验证了该方法的有效性。     

多频干涉SAR局部条纹频率估计方法

多频干涉SAR技术作为传统干涉SAR技术的扩展,可以实现对陡峭地形高程的精确提取。多频干涉SAR数据融合实现陡峭地形高程重建的前提是获取各独立观测频点高质量的干涉相位图。本文将传统InSAR技术中基于最大似然的局部条纹频率估计方法扩展为多频InSAR的情况,解决了传统方法估计结果易受相位噪声的问题,并将条纹频率估计结果用于辅助相位滤波。计算机仿真实验验证了本文方法的有效性,提升了干涉相位图的生成质量。      

基于俯仰维信息的机载气象雷达目标检测

机载气象雷达系统能够在飞行中实现对气象目标的探测。然而,近地气象目标易受到强地杂波干扰,从而导致目标信息的缺失和检测虚警。为了实现地杂波背景中气象目标的准确检测,本文提出了一种基于俯仰通道干涉相位的空域气象目标检测技术。首先利用俯仰双通道系统获取雷达回波数据,经过多视处理后生成干涉相位图,对干涉相位图进行干涉相位补偿后得到待检测的干涉相位数据;然后将干涉相位作为检验统计量,解析高斯杂波背景下地杂波与气象目标的干涉相位统计特性;最后嵌入该统计特性至恒虚警率检测器中,实现气象目标的鲁棒检测。多组仿真与实测数据处理结果表明,相较于其他气象目标检测方法,所提方法具有更高的检测概率和更好的鲁棒性。     

基于短时傅里叶变换的干涉相位解缠方法

提出了一种基于二维短时傅里叶变换的干涉相位图解缠方法.该方法首先将干涉相位数据转变成指数,利用二维短时傅里叶变换进行处理,设置阈值,进行二维短时傅里叶逆变换;最后,求取复数相位,获得滤波后干涉相位,达到降低噪声和清除残差点的目的,并利用改进的Itoh方法对滤波后的相位进行相位解缠.仿真和实测数据处理结果验证了该方法的有效性,且与其他方法相比具有较高的精度.     

噪声条件下相位解缠路径优化算法研究

相位解缠绕是干涉SAR获取数字高度图数据的关键部分,它直接影响着数据的精度。该文在Goldstein支切法的基础上进行了改进,提出了根据残差点生成质量控制图,运用三叉树堆栈的方法,选择最优的积分路径,阻止了由于支切线设置错误所引起的误差的传播,既保持了支切法速度快的特点,又优化了算法,提高了解缠精度。利用仿真数据对Goldstein算法和改进算法的解缠精度进行了定量比较分析,还对ERS1、ERS2真实SAR数据进行了解缠处理。结果表明,改进算法在信噪比较小的情况下,仍能有效限制误差的全局传播,提高了相位解缠精度。     

InSAR中基于干涉图质量参数的相位展开

本文分析了二维相位展开算法的特点,探讨了基于干涉图质量参数的相位展开方法。按干涉图质量优劣排序,对InSAR干涉图进行相位展开,可以有效减小截断相位中无效点对相位展开结果的影响。文中给出了算法的详细描述,以及按干涉图质量参数排序进行相位展开的实验结果。