[发明专利]一种协同SAR影像相位、强度和相干性信息的矿区探测方法

说明书

本发明公开了一种协同SAR影像相位、强度和相干性信息的矿区探测方法，包括：对获取的初始SAR数据结合外部DEM进行聚焦处理、主副SAR影像配准和重采样的预处理；对配准后SAR影像分别利用SAR影像相位、强度和相干性信息进行矿区探测，获得矿区形变结果、矿区SAR强度变化探测结果以及矿区SAR相干性探测结果，结合三种处理结果，精准识别研究区域内煤炭开采区域。本发明利用SAR影像提供的相位、强度与相干性信息，可对矿区实现大范围探测准确识别。该方法适用于对不同开采方式的煤矿进行探测，为矿区大范围探测识别、生态保护、地质灾害预防提供了技术保障。

技术领域

本发明属于矿山探测技术领域，更具体的说是涉及一种协同SAR影像相位、强度和相干性信息的矿区探测方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)技术是目前一种重要的对地观测技术手段。SAR传感器通过主动发射微波并接收目标物反射回波完成对地物的观测，不受天气影响，能实现全天时、全天候、大范围的观测。此外SAR影像包含了强度、相位、极化等多种信息，不仅使得SAR数据处理技术得到多元化发展，也为煤矿矿区的大范围探测提供了丰富的信息基础。

目前对于矿区的探测主要利用SAR影像相位信息的干涉合成孔径雷达(Interferometric SAR，InSAR)技术，该技术多用于井工煤矿的探测，但很少用于露天煤矿，这是由于露天煤矿开采过程中矿区地面目标发生大尺度变化，在InSAR技术处理过程中表现为失相干区域，不能准确反映露天煤矿的开采信息。而时序SAR强度信息能够准确的反映地表随时间的变化，露天煤矿开采前后的强度信息变化差异较大，可以利用SAR强度信息的变化检测技术提取露天煤矿开采信息，对露天煤矿进行精确探测。但SAR变化检测技术提取露天矿的过程中，由于矿区内植被等的地面散射特性并不稳定，易产生伪变化信息影响探测结果精度；并且现有变化检测方法中差异影像的提取多为差值法、比值法等，方法较简单，且阈值选取方法主要依托人工经验，主观性强、易造成虚警和漏检。

因此，如何提供一种协同SAR影像相位、强度和相干性信息的矿区探测方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

针对当前矿区探测中出现的InSAR技术不能对井工煤矿和露天煤矿加以区分、SAR变化检测技术阈值选取并未考虑SAR数据统计特性等问题，本发明利用SAR影像提供的丰富信息，提出了一种协同SAR影像相位、强度与相干性信息进行矿区探测的方法。相较于传统技术，利用SAR影像提供的相位、强度与相干性信息，可对矿区实现大范围探测准确识别。该方法适用于对不同开采方式的煤矿进行探测，为矿区大范围探测识别、生态保护、地质灾害预防提供了技术保障。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种协同SAR影像相位、强度和相干性信息的矿区探测方法，包括：

对获取的初始SAR数据结合外部DEM进行聚焦处理、主副SAR影像配准和重采样的预处理；

对配准后SAR影像分别利用SAR影像相位、强度和相干性信息进行矿区探测，获得矿区形变结果、矿区SAR强度变化探测结果以及矿区SAR相干性探测结果，结合三种处理结果，精准识别研究区域内煤炭开采区域。

优选的，对配准后SAR影像分别利用SAR影像相位进行矿区探测，获得矿区形变结果的方法为：

对配准后主副SAR影像进行差分干涉、滤波、相位解缠、地理编码的处理，获得矿区形变结果。

优选的，对配准后SAR影像利用SAR影像强度进行矿区探测，获得矿区SAR强度变化探测结果的方法包括如下步骤：

S1，对配准后的SAR强度影像进行几何、辐射校正、滤波的预处理；

S2，利用假设检验方法对SAR强度影像进行不同时相、同一区域地物的相似度提取，获得时序SAR差异影像；