一種利用小數(shù)據(jù)集sar圖像序列提取永久散射體的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用小數(shù)據(jù)集SAR圖像序列提取永久散射體的方法。技術(shù)方案是利用包括8至15幅SAR圖像的序列，首先進(jìn)行SAR圖像序列預(yù)處理，然后進(jìn)行空域信雜比估計(jì)和時(shí)域信雜比估計(jì)，最后通過PS判定，得到PS提取結(jié)果。本發(fā)明的有益效果是：實(shí)現(xiàn)簡單、準(zhǔn)確度高，適用范圍廣。
【專利說明】—種利用小數(shù)據(jù)集SAR圖像序列提取永久散射體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波遙感和信號處理的交叉【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種利用小數(shù)據(jù)集SAR (Synthetic Aperture Radar,合成孔徑雷達(dá))圖像提取永久散射體的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]PS (Permanent Scatterers,永久散射體)技術(shù)是一種典型的長時(shí)間序列差分干涉技術(shù)，通過處理星載SAR系統(tǒng)在不同時(shí)刻對同一區(qū)域獲取的若干幅SAR圖像，可獲得毫米級的地表形變信息，因此被廣泛用于自然災(zāi)害監(jiān)測、地表形變提取、城市沉降防治等，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
[0003]PS技術(shù)處理流程包括PS提取、PS網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、PS網(wǎng)絡(luò)參數(shù)求解和優(yōu)化、地表形變場提取等步驟，其中，PS提取的準(zhǔn)確度影響后續(xù)各步驟的處理精度和穩(wěn)健度，最終影響地表形變場的提取精度。
[0004]根據(jù)意大利學(xué)者A.Ferretti對PS的定義，PS是指在較長的時(shí)間范圍內(nèi)，散射相位保持穩(wěn)定的點(diǎn)目標(biāo)。現(xiàn)有的PS提取方法有振幅離差法和相干系數(shù)法等。振幅離差法的基本思想是，由于在特定條件下，像元的散射幅度與散射相位具有相近的穩(wěn)定程度，可通過像元的振幅穩(wěn)定性提取PS。這種方法通常需要處理幾十幅以上的SAR圖像才能獲得有效的提取結(jié)果。相干系數(shù)法利用像元在整個(gè)圖像序列上的平均相干系數(shù)作為其散射穩(wěn)定性的評估指標(biāo)，但是該算法的缺陷是容易出現(xiàn)的PS塊狀聚集現(xiàn)象。受SAR系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取能力的限制，現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中往往需要利用小數(shù)據(jù)集(圖像數(shù)目為8到15幅)的SAR圖像序列提取區(qū)域形變場。由于現(xiàn)有的PS提取方法應(yīng)用于小數(shù)據(jù)集SAR圖像序列難以獲得令人滿意的提取結(jié)果，這時(shí)我們就要采用新的、有效的PS提取方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種適用于小數(shù)據(jù)集的、有效的PS提取的方法。本方法利用了 SAR圖像數(shù)據(jù)的時(shí)空域信息，從而減少了對SAR圖像數(shù)目的要求，在利用小數(shù)據(jù)集SAR圖像提取PS實(shí)現(xiàn)突破。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案的基本思路是，由于像元信雜比和散射相位穩(wěn)定度存在正相關(guān)關(guān)系，首先利用SAR圖像數(shù)據(jù)的時(shí)空域信息準(zhǔn)確估計(jì)SAR圖像中各像元的信雜比，然后依據(jù)信雜比的大小判定各像元是否為PS。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是，基于星載SAR系統(tǒng)不同時(shí)刻對同一區(qū)域獲取的M (8M15)幅SAR圖像序列Si (IiM)，進(jìn)行以下處理:
[0008]步驟一:SAR圖像序列預(yù)處理。
[0009]SAR圖像序列預(yù)處理包括SAR圖像序列配準(zhǔn)、重采樣和輻射校正三個(gè)步驟，具體方法參照博士學(xué)位論文《基于永久散射體雷達(dá)差分干涉探測區(qū)域地表形變的研究》(西南交通大學(xué)，陳強(qiáng)，2006.8，第40頁至第66頁)進(jìn)行處理。
[0010]步驟二:信雜比估計(jì)。該步驟包括空域信雜比估計(jì)和時(shí)域信雜比估計(jì)。[0011]其中，空域信雜比估計(jì)包括以下三個(gè)步驟:
[0012]第(一)步，SAR圖像序列時(shí)域平均濾波。
[0013]對預(yù)處理后的M幅SAR圖像序列Si,利用下式進(jìn)行時(shí)域平均濾波，得到平均幅度圖5。
【權(quán)利要求】
1.一種利用小數(shù)據(jù)集SAR圖像序列提取永久散射體的方法，基于星載SAR系統(tǒng)不同時(shí)刻對同一區(qū)域獲取的M幅SAR圖像序列Si，其中SAR表示合成孔徑雷達(dá)，8 ^ M ^ 15,M，其特征在于，包括下述步驟: 步驟一:SAR圖像序列預(yù)處理: SAR圖像序列預(yù)處理包括SAR圖像序列配準(zhǔn)、重采樣和輻射校正三個(gè)步驟； 步驟二:信雜比估計(jì): 本步驟包括空域信雜比估計(jì)和時(shí)域信雜比估計(jì)； 其中，空域信雜比估計(jì)包括以下三個(gè)步驟: 第(一)步，SAR圖像序列時(shí)域平均濾波: 對預(yù)處理后的M幅SAR圖像序列Si,利用下式進(jìn)行時(shí)域平均濾波，得到平均幅度圖歹;
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用小數(shù)據(jù)集SAR圖像序列提取永久散射體的方法，其特征在于，使用空心加窗法選定雜波估計(jì)區(qū)域時(shí)，矩形窗口總大小為12像素X 12像素，窗口空心區(qū)域大小5像素X 5像素。
【文檔編號】G01S7/02GK103698749SQ201310751219
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】余安喜, 陳紹勁, 董臻, 楊陽, 張永勝, 孫造宇, 金光虎, 何志華 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)