InSAR影像配准算法研究与实现

论文摘要

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)是合成孔径雷达(SAR)领域诸多应用中的一个重要方面,能够全天候、全天时地提供高分辨率的雷达影像,是目前获取三维数字高程模型(DEM)最有效的技术手段。在InSAR数据处理过程中最基本、最关键的任务之一就是配准,其精度将直接影响到其后续影像的处理工作。目前影像配准已广泛应用于包括遥感数据处理在内的众多领域。本文概要介绍了合成孔径雷达干涉测量的基本原理,总结了目前常用相关系数法、相干系数法、最大干涉频谱法几种复影像配准方法。针对InSAR影像自身的特点,研究了基于互相关强度(CCI)算法和条纹可见度(FV)算法与相干系数、最大干涉频谱等常见配准方法相结合的多级匹配算法。为了证明两种算法的有效性,选取上海地区ENVISAT数据进行实验。同时论文进一步从有效性、可靠性、精度、计算时间多个角度比较了几种算法的整体性能,得出了一些有益的结论。最后,以上海地区为例,对ASAR数据进行影像配准、干涉成像、基线估计、去除平地效应、相位解缠等干涉处理最终得到变形信息。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 历史与发展现状
• 1.2.1 InS A R 发展历史和现状
• 1.2.2 配准技术的发展历史和现状
• 1.3 研究内容及章节安排
• 2 InSAR 技术基本原理
• 2.1 InSAR 成像的几种模式
• 2.1.1 交轨干涉测量（XTI）
• 2.1.2 顺轨干涉测量（ATI）
• 2.1.3 重复轨干涉测量（RTI）
• 2.2 雷达影像特性
• 2.2.1 极化影响
• 2.2.2 表面粗糙度的影响
• 2.2.3 雷达相干斑的影响
• 2.3 InSAR 技术原理概述
• 3 InSAR 影像滤波
• 3.1 引言
• 3.2 干涉图前置滤波
• 3.2.1 距离向的频谱位移
• 3.2.2 方位向的频谱位移
• 3.3 干涉图后置滤波
• 3.3.1 多视滤波法
• 3.3.2 均值滤波法
• 3.3.3 中值滤波法
• 3.3.4 Addtive 滤波法
• 3.4 滤波实验与分析
• 3.4.1 前置滤波结果
• 3.4.2 后置滤波结果
• 4 InSAR 图像的配准
• 4.1 引言
• 4.2 影像配准的一般步骤
• 4.2.1 控制点的确定
• 4.2.2 几何变换模型
• 4.2.3 相对纠正
• 4.3 影像配准的精度评估
• 4.4 InSAR 复数影像配准方法概述
• 4.4.1 相干系数法
• 4.4.2 相关系数法
• 4.4.3 最大干涉频谱法
• 4.4.4 相位差影像平均波动函数法
• 4.4.5 相位差最小二乘法
• 4.4.6 InSAR 复数影像配准方法总结
• 4.5 配准实验与分析
• 4.5.1 实验过程
• 4.5.2 几种实验结果
• 4.5.3 实验结果分析
• 4.6 本章小结
• 5 InSAR 技术应用分析
• 5.1 研究区概况
• 5.2 InSAR 获取地形信息算法概述与工作流程
• 5.3 实验结果与分析
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 攻读硕士学位期间公开发表的学术论文及参加科研项目
• 致谢
• 参考文献