[发明专利]基于SAR图像的输电线垂悬变化检测方法和装置

权利要求书

1.一种基于SAR图像的输电线垂悬变化检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取输电塔的空间位置信息和SAR卫星的轨道数据信息；

根据所述输电塔的空间位置信息和SAR卫星的轨道数据信息，确定输电塔在SAR图像上的位置信息；

基于所述输电塔在所述SAR图像上的位置信息，建立输电线范围区域，并截取不同时刻输电线范围内的目标SAR图像；

基于所述目标SAR图像识别所述输电线的散射信号；

确定存在散射信号变化的目标输电线，并确定所述目标输电线的空间位置信息；

根据所述目标输电线的空间位置信息和散射信号变化确定所述目标输电线的垂悬变化信息；

根据所述目标输电线的空间位置信息和散射信号变化确定所述目标输电线的垂悬变化信息，包括：

采用以下公式，确定所述输电线的散射信号在SAR图像中可被检测的两个边界位置与输电线最低点位置之间的变化关系：

其中，y₁表示所述输电线的散射信号在所述SAR图像中可被检测的第一边界对应的输电线目标空间位置，y₂表示所述输电线的散射信号在所述SAR图像中可被检测的第二边界对应的输电线目标空间位置，z_Low表示所述输电线最低点的高程，l表示所述输电线的水平长度，k表示悬链线参数；

根据所述变化关系确定所述垂悬变化信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定存在散射信号变化的目标输电线，并确定所述目标输电线的空间位置信息包括：

根据所述目标SAR图像建立SAR幅度影像差异图，检测存在散射信号变化的目标输电线，并提取所述目标输电线的空间位置信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输电线的散射信号在SAR图像中可被检测的两个边界位置与输电线最低点位置之间的变化关系的确定过程包括：

建立空间直角坐标系，X轴指向正东方向，Y轴指向正北方向，Z轴指向天空方向；

将输电线分割成长度相等的小圆柱体集合，则第i段圆柱体方向向量表示为:

设定输电线走向沿Y轴方向，则圆柱体方向向量的微分表达形式为：

基于以下悬链线方程：

则有：

简化为：

计算圆柱体方向向量与卫星照射方向向量的夹角角度θ_s:

其中，设定圆柱体方向向量与卫星照射方向向量分布在范围[θ_1,θ₂]内时，输电线的散射信号在SAR图像中可检测；

令cosθ_s=cosθ₁时，构建关于y₁、k的函数：

其中，y₁为θ₁条件下时，输电线的散射信号在SAR图像中可被检测的边界：

基于隐函数的求导公式，计算得到:

同理，当令cosθ_s=cosθ₂时，计算得到：

对于输电线而言，悬链线参数k的变化会引起输电线最低点高度的变化；

定义输电线最低点的高程为z_Low，当输电线的水平长度为l的条件下，z_Low的数学表达式为：

根据求导理论，计算得到：

最终，针对两个边界条件y1和y2，得到：

。