[发明专利]一种基于极化干涉合成孔径雷达的反演方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及极化干涉合成孔径雷达(PoLInSAR)的应用技术，尤其涉及一种基于极化干涉合成孔径雷达的反演方法及装置。

背景技术

近些年来，利用极化干涉合成孔径雷达数据反演森林参数，一直是研究的热点问题。传统的森林参数反演方法是由Cloude学者和Pathanassiou学者提出的传统三阶段反演方法，该方法基于RVOG二层植被模型，将反演过程分为相关系数估计与直线地拟合、地表相位估计、体散射去相关估计与参数估计三步；其中，直线地拟合误差和体散射去相关估计误差对反演精度的影响较大。

对相关系数进行直线地拟合时，直线地拟合误差会直接影响到地表相位估计的精度，地表相位误差又直接影响了树高反演结果，因此直线地拟合是三阶段反演方法的基本步骤，必须要将误差降低到最小。目前，直线地拟合方法通常采用最小二乘法，采用最小二乘法进行直线地拟合的方法虽然简单，但其存在仅考虑自变量误差未考虑因变量误差的缺陷，使拟合存在误差。

体散射去相关系数理论上为拟合直线的可视线段上的离地表相位点最远的点。传统的体散射去相关系数可以近似为HV通道相关系数，但这样会造成森林高度的过低估计。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于极化干涉合成孔径雷达的反演方法及装置，能提高反演精度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于极化干涉合成孔径雷达的反演方法，该方法包括：

获取待测目标的一组PoLInSAR图像数据，并利用整体最小二乘法对从所述PoLInSAR图像数据中获取的相关系数估计值进行直线地拟合，确定所述待测目标的地表相位估计值；

通过由PoLInSAR图像数据获取的相关区域边界与拟合后的直线获取体散射去相关系数；

通过建立查找表对所述待测目标进行反演，获取所述待测目标的反演参数而作为所述待测目标的参数估计值；

其中，所述PoLInSAR图像数据包含四幅主图像、四幅辅图像。

优选地，所述利用整体最小二乘法对从所述PoLInSAR图像数据中获取的相关系数估计值进行直线地拟合，确定所述待测目标的地表相位估计值，包括：

对所述相关系数估计值采用整体最小二乘法进行直线地拟合，确定所述拟合后的直线的斜率估计值和斜距估计值，根据所述斜率估计值和所述斜距估计值确定所述待测目标的地表相位估计值。

优选地，所述通过由PoLInSAR图像数据获取的相关区域边界与拟合后的直线获取体散射去相关系数，包括：

确定所述主图像和所述辅图像的相关区域边界；

确定所述拟合后的直线与所述相关区域边界的两个交点，并将所述两个交点中离所述待测目标的地表相位远的点确定为体散射去相关系数。

优选地，所述确定所述主图像和所述辅图像的相关区域边界，包括：

根据所述主图像和所述辅图像的散射机制、所述主图像和所述辅图像的极化互相关矩阵、所述主图像的相关矩阵和所述辅图像的相关矩阵确定所述主图像和所述辅图像的复相关系数，并对所述复相关系数进行修正；

根据所述复相关系数的修正结果，通过相位旋转法确定相关区域边界。

优选地，所述确定所述拟合后的直线与所述相关区域边界的两个交点，包括：

根据所述主图像和所述辅图像的散射机制、所述主图像和所述辅图像的极化互相关矩阵、所述主图像的相关矩阵和所述辅图像的相关矩阵建立所述待测目标的目标函数，并通过拉格朗日乘子法确定所述目标函数的极值，将所述目标函数的极值作为所述拟合后的直线与所述相关区域边界的两个交点。

一种基于极化干涉合成孔径雷达的反演装置，该装置包括地表相位确定模块、体散射去相关系数确定模块和参数确定模块；其中，

所述地表相位确定模块，用于获取待测目标的一组PoLInSAR图像数据，并利用整体最小二乘法对从所述PoLInSAR图像数据中获取的相关系数估计值进行直线地拟合，确定所述待测目标的地表相位估计值；

所述体散射去相关系数确定模块，用于通过由PoLInSAR图像数据获取的相关区域边界与拟合后的直线获取体散射去相关系数；

所述参数确定模块，用于通过建立查找表对所述待测目标进行反演，获取所述待测目标的反演参数而作为所述待测目标的参数估计值。

优选地，所述地表相位确定模块，还用于对所述相关系数估计值采用整体最小二乘法进行直线地拟合，确定所述拟合后的直线的斜率估计值和斜距估计值，根据所述斜率估计值和所述斜距估计值确定所述待测目标的地表相位估计值；