[发明专利]基于形态学细化的干涉SAR水体数字高程模型修正方法

权利要求书

1.一种基于形态学细化的干涉SAR水体数字高程模型修正方法，包括以下步骤：

步骤A：结合干涉SAR幅度图像和相干系数图检测水体区域；

步骤B：利用形态学细化的方法提取所述水体区域的骨架；

步骤C：以所述骨架上的每一个骨架像素为中心，分别在所述骨架像素附近的陆地区域上选取N个像素为参考像素，其中N≥1，根据所述参考像素的高程值初步计算每一个骨架像素的高程值；

步骤D：对所述骨架像素的高程值进行滤波处理来消除水体区域骨架高程跳变；

步骤E：以所述骨架像素为种子点，生成水体区域中其他像素的高程值；

步骤F：对水体区域边缘附近的陆地区域的高程值进行平滑处理，来消除水体区域与附近陆地区域的高程跳变，完成干涉SAR水体数字高程模型修正。

2.根据权利要求1所述的干涉SAR水体数字高程模型修正方法，其特征在于，步骤A具体包括以下子步骤：

子步骤A1：在干涉SAR幅度图像中采用灰度阈值分割法检测水体区域，将幅度值低于灰度阈值K_a的像素初步判定为疑似水体区域，所述灰度阈值K_a通过最大类间方差法确定；

子步骤A2：利用干涉SAR相干系数图对子步骤A1得到的初步判断结果进行二次检测，将所述疑似水体区域中相干系数高于相干系数阈值的像素判定为非水体区域，所述相干系数阈值的设定范围为0.5～0.7；

子步骤A3：对子步骤A2中二次检测得到的疑似水体区域进行进一步修正，将疑似水体区域两侧高程差绝对值小于或等于高程差阈值Δh_th的区域判定为水体区域，所述高程差阈值Δh_th的设定范围为a～2a，其中a为干涉SAR生成的数字高程模型产品精度，以便消除其中的阴影区域。

3.根据权利要求2所述的干涉SAR水体数字高程模型修正方法，其特征在于，子步骤A3具体包括以下子分步骤：

子分步骤A31：对二次检测得到的疑似水体区域进行形态学中的闭运算处理，使水体边缘规整化；

子分步骤A32：提取经闭运算处理后的疑似水体区域的边缘；

子分步骤A33：对每一个疑似水体区域，选取沿距离向宽度最大的一个方位门，在所述方位门，沿距离向分别选择距离水体两侧边缘最近的并且相干系数大于相干系数阈值的点作为起始点和结束点，分别读取起始点和结束点的高程值h1、h2，所述相干系数阈值的设定范围为大于0.7；

子分步骤A34：计算起始点和结束点之间的高程差Δh＝h1-h2，将|Δh|≤Δh_th的区域判定为水体区域。

4.根据权利要求3所述的干涉SAR水体数字高程模型修正方法，其特征在于，子分步骤A32中，采用canny算子、sobel算子或laplace算子来提取所述疑似水体区域的边缘。

5.根据权利要求1所述的干涉SAR水体数字高程模型修正方法，其特征在于，步骤B中，所述形态学细化的方法包括基于击中击不中变换的细化方法或基于中轴变换的细化方法。

6.根据权利要求1所述的干涉SAR水体数字高程模型修正方法，其特征在于，步骤C具体包括以下子步骤：

子步骤C1：在以一骨架像素为中心，像素尺寸为(2M+1)×(2M+1)的窗口中搜索参考像素，其中M的初始值为1，所述参考像素为不属于水体区域并且相干系数大于相干系数阈值的像素，所述相干系数阈值的设定范围为大于0.9；

子步骤C2：若搜索到的参考像素个数小于N，则将M的值依次加1，重复子步骤C1进行搜索，直到搜索到的参考像素个数达到N；

子步骤C3：根据参考像素的高程值按照以下公式计算出所述骨架像素的高程值h_sk：

其中，h_{ref_i}为第i个参考像素的高程值，w_i为第i个参考像素的权值，有γ_i为第i个参考像素的相干系数，d_i为第i个参考像素与所述骨架像素之间的欧式距离。