[发明专利]一种植被参数反演方法、终端设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种植被参数反演方法、终端设备及存储介质，其中方法包括以下步骤：步骤1，对2幅SAR影像进行预处理和极化干涉处理，以获取单基线全极化复相干系数观测值；步骤2，确定参与联合解算的区块大小，即联合解算的像素点的个数，并设置未知参数反演的初始值；步骤3，基于RVoG模型与各像素的全极化复相干系数，构建观测方程；步骤4，根据前述获得的参数初值，采用非线性迭代算法进行植被高度反演。本发明解决了现有技术中应用RVoG模型反演植被高度时的秩亏问题，提高参数反演求解时的解算稳定性。

技术领域

本发明涉及极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)在植被参数反演领域，具体涉及一种联合多像素的单基线极化干涉SAR植被高度反演方法、终端设备及存储介质。

背景技术

地球陆表约32.3％的面积被植被覆盖。准确提取森林高度对于研究生态环境变化、全球碳循环和森林资源管理具有重要意义。PolInSAR技术能够在一个分辨率单元中分辨出不同散射机制的相位中心，理论上可以通过确定表面散射和体积散射的相位中心来反演森林高度。近年来，PolInSAR的发展为在全球范围内提取森林高度提供了契机。

在采用PolInSAR技术进行植被高度反演领域，目前应用最为广泛的模型为随机地体二层相干散射(Random Volume over Ground,RVoG)模型，其建立了InSAR观测值与植被参数之间的函数关系。RVoG模型由于建模过程中存在过度参数化的情况导致未知数个数大于独立观测值个数，未知参数解算秩亏。

当仅存在单基线PolInSAR数据时，基于RVoG模型反演植被参数的观测信息更少，导致未知参数解算秩亏。因此，有必要设计一种仅存在单基线PolInSAR数据时的植被参数反演方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，当仅存在单基线PolInSAR数据时，提供一种联合多像素的PolInSAR植被参数反演方法、终端设备及存储介质，可以解决基于RVoG模型的解算过程中观测信息不足导致的未知参数解算的秩亏问题。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种植被参数反演方法，包括以下步骤：

步骤1，对2幅SAR影像进行配准、去平地、多视以及极化干涉处理，生成单基线全极化复相干系数γ_(ω)；

步骤2，设置植被参数反演的细分区块大小为N行M列，获取区块每个像素点的复相干系数，与RVoG模型进行匹配，得到观测方程为：

其中，ω表示与基线和极化方式相关的极化状态；表示地表相位，是有关地表高程h_g的函数；μ_(ω)表示极化状态为ω所对应的地体幅度比；γ_v表示纯体去相干系数，是有关植被高度h_v和消光系数σ的函数；k_z为垂直向有效波数；

针对每个像素的多种极化方式，均可得到至少2个复数观测方程，则区块NM个像素点可得到至少2NM个复数观测方程，即4NM个实数观测方程；

步骤3，计算区块内每个像素点的参数初值：将地体幅度比μ_(ω)的归一化参数x的初值设为0，然后利用RVoG模型和三阶段植被高度反演算法计算植被高度初值、消光系数初值和地表高程初值；

其中，归一化参数x是指：在复平面内，体散射占优通道的极化复相干系数到纯体去相干系数的距离；

步骤4，根据步骤2得到的4NM个实数观测方程以及步骤3得到的各初值，采用非线性迭代算法求解观测方程中的2NM+2个未知参数：植被高度、消光系数、地表高程、地体幅度比归一化参数；