[发明专利]一种基于最小平衡树的快速相位解缠方法

说明书

本发明公开了一种基于最小平衡树的快速相位解缠方法，采用并行处理方式，利用水平和竖直方向缠绕差分值获得数据质量参数，通过正负残差点源基于数据质量图的正向传播，分别得到正负可靠度图，并结合根据异号残差点源的传播分布搜索最短相位不连续边界，迭代构建相位数据角点的可靠度质量指标分布；然后将基于角点的可靠度指标转换为数据点的指标，并在其基础上进行非递增反向传播，构建绝对相位推算路径的可靠度指标图，在推算可靠度指标图的基础上，利用洪水淹没法分期进行相位展开计算，能够实现全局最优的解缠处理，同时所有的解算都是基于并行模式。

技术领域

本发明涉及InSAR数据处理技术领域，尤其是一种基于最小平衡树的快速相位解缠方法。

背景技术

SAR(Synthetic Aperture Rardar,合成孔径雷达)是通过对雷达观测数据在距离向和方位分别进行合成，形成高分辨的大孔径雷达观测数据，InSAR(InterferometricSynthetic Aperture Rardar,干涉合成孔径雷达)是在SAR技术的基础上，进行干涉测量以获取观测目标的空间三维信息。由于采用的雷达信号具有穿云透雾的优点，InSAR可以用于一些无法使用常规观测手段的极端环境，在灾害性事故的勘察救援中常发挥重要作用。随着传感器技术的进步和观测平台的完善，SAR观测数据的时空分辨率越来越高，处理的数据量越来越大，对于数据处理的效率提出了新的要求。

相位解缠是干涉测量处理的关键步骤，不同的SAR数据通过对偶乘积的方式，获得干涉数据，其相位数据部分对应SAR数据的相位差信息，是解算目标三维信息的关键。但是干涉相位是经过周期缠绕的辅助值，无法直接反映绝对相位差。在数据满足采样定理的情况下，可由临近的绝对相位根据小于半周期的差值推算而得。相位解缠的难点在于因噪声、干扰以及观测目标的特殊情况造成的绝对相位局部不连续问题，这种不连续无法直接探测，需要通过不同的方法直接或者间接识别出来不连续性边缘，最终推算得到展开的相位结果。

现有的解缠方法，主要有质量图引导方法、最小范数法、网络流等。质量图引导法，主要通过获取相位的质量辅助信息，获得反映数据质量分布的指标数据，再根据优劣分布由数据质量高的区域向低质量数据进行推算，实现相位数据的解缠。最小范数法根据数据间的连续特征，设计不连续性的最小范数规则，通过最小范数的最优化，解算符合最优准则的绝对相位。网络流法，主要通过残差点的连接形成网络，根据相应的费用进行计算连接网络的流量，通过使整体的费用最小化，获得反映相位不连续分布的网络，从而实现相位接谈处理。这也是当前比较实用的应用一种解缠方法。对于大数据块的相位解缠处理，并行处理的简单方案大多是基于数据的分块独立处理，能够实用的主流并行解缠方法基本没有。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于最小平衡树的快速相位解缠方法。

技术方案：本发明提供一种基于最小平衡树的快速相位解缠方法，所述方法包括以下步骤：

(1)读取原始缠绕相位数据，将数据传递至设备内存中；

(2)按照批处理的模式，对读取的缠绕相位数据整体进行分解，将其划分为规则数据块，所述数据块为并行解算的处理单元；

(3)探测缠绕相位残差点位置，将缠绕相位残差点作为正向传播源点；

1)遍历数据二维定义域Ω内各目标位置坐标(x,y)，在该位置处进行闭环缠绕相位梯度积分，积分为非零值即标记该位置为残差点；

其中，为缠绕相位数据，为梯度算子，W为缠绕函数，s为闭环路线上的长度微分量；

(4)计算相位数据质量传播费用指标Q

1)在相位定义域Ω内，遍历定义位置(x,y)，在其给定领域内计算反映相位数据分布连续性的统计指标T，统计邻域内缠绕相位梯度的方差值、邻域内缠绕相位梯度绝对值的最大值；