[发明专利]时间序列InSAR最佳干涉像对选择的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及InSAR(Synthetic Aperture Radar Interferometry，合成孔径雷达干涉测量)技术领域，尤其涉及时间序列InSAR技术中的最佳干涉像对选择方法及装置。

背景技术

合成孔径雷达(SAR，Synthetic Aperture Radar)是20世纪50年代发展起来的最重要的对地观测技术。将干涉测量技术与SAR技术结合而形成的合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR，Synthetic Aperture Radar Interferometry)提供了获取地面三维信息的全新方法，它通过两副天线同时观测或通过一副天线两次平行观测，获取地面同一景观的复图像对，根据地面各点在两幅复图像中的相位差，得出各点在两次成像中微波的路程差，从而获得地面目标的高程信息或者形变信息。

由于基于重复轨道的InSAR技术容易受空间失相干、时间失相干和大气干扰等因素的影响，难以应用于稳定的地表形变监测。在现有技术中，为了克服传统InSAR技术的不足，自上世纪90年代末，时间序列InSAR处理技术被提出。时间序列InSAR技术总体上分为两类：以永久散射体干涉(Permanent Scatterer或者Persistent Scatterer Interferometry，或PS-InSAR)为代表的单一主影像时间序列InSAR技术和以小基线集技术(Small baseline subset interferometry，或SBAS InSAR)为代表的多主影像时间序列InSAR技术。

在时间序列InSAR技术中，需要选择一定数量的干涉图进行形变参数计算。选择哪些干涉图进行处理，对于形变测量的精度有很大影响。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

PS-InSAR技术中，选取哪些干涉图的问题转化成选择哪一幅影像为公共主影像，这种方法得到的干涉图数目是不变的，即M幅影像只能得到M-1幅干涉图。干涉图数量少，严重影响地表形变的测量精度。SBAS方法是现有技术中基于时间序列InSAR技术中最主要的干涉像对选择方法。SBAS方法不要求固定主影像，而是采用时空基线硬阈值法选择干涉像对，以下文中称为时空基线硬阈值法。它克服了PS-InSAR技术得到干涉图数量少的缺点，它通过设置较小的垂直基线阈值和时间基线阈值，将所有时间基线和垂直基线小于设定阈值的干涉图选择出来，从而得到较多的干涉图。但是时空基线硬阈值法选择干涉像对存在盲目性，得到的干涉图质量不高。原因如下：有时，时间基线很小的干涉图因为天气变化的原因，相干性很差，但小于设定阈值而被选取；另一方面，少数空间基线较小但时间基线较大(或空间基线较大但时间基线较小)的高质量干涉图因超过基线阈值，而无法选取。如何减少干涉像对的错选和漏选，自动剔除低质量的干涉像对，以保证所生成干涉图均为优质干涉图，这是时间序列InSAR处理中亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明实施例提供一种面向时间序列InSAR最佳干涉像对自动化选择方法及装置。其目的是为了解决现有技术中选择像对的盲目性，减少干涉像对的错选和漏选，从而实现优质干涉像对的完备提取，利于高精度的地表形变的监测。

一方面，本发明实施例提供了一种最佳干涉像对自动化选择方法，所述方法包括：

在监测区域中选取特征区域；

将所述特征区域的各合成孔径雷达SAR影像图生成多幅干涉图；

根据每幅SAR影像特征区域中各像元的信噪比，选取所述每幅SAR影像的候选点目标；

各SAR影像的候选点目标的交集为所述特征区域的点目标；

根据所述特征区域的点目标，计算每幅干涉图的平均相干系数；

根据每幅干涉图的平均相干系数，选取最佳干涉像对。

另一方面，本发明实施例提供了一种最佳干涉像对自动化选择的装置，所述装置包括：

第一选取单元，用于选取监测区域中特征区域；

成图单元，用于在选定的特征区域，将合成孔径雷达SAR影像图生成多幅干涉图；

第二选取单元，用于根据每幅SAR影像特征区域中各像元的信噪比，选取所述每幅SAR影像的候选点目标；

确定单元，用于取各SAR影像的候选点目标的交集确定为所述特征区域的点目标；

计算单元，用于根据所述特征区域的点目标，计算每幅干涉图的平均相干系数；

第三选取单元，用于根据每幅干涉图的平均相干系数，选取最佳干涉像对。