[发明专利]一种基于桥梁多次散射的河流水位监测方法

权利要求书

1.一种桥梁多次散射的河流水位监测方法，其特征在于，包括：获取包含桥梁整体结构的时间序列SAR图像，从中提取桥梁多次散射信号；

桥梁上一点距水面的高度估计通过该点的多次散射之间任意相邻两次散射的斜距差反演得到。

2.如权利要求1所述的一种桥梁多次散射的河流水位监测方法，其特征在于，所述获取包含桥梁整体结构的时间序列SAR图像之后，从中提取桥梁多次散射信号之前，还包括对SAR图像进行如下处理：

针对所述时间序列SAR图像进行亚像素级配准，并将图像升采样；

取出所述时间序列SAR图像中幅度图像数据，对幅度图像数据进行中值滤波，消除孤立噪声点；

对中值滤波后的幅度图像数据进行桥梁方向检测，得到桥梁方向直线；

利用所述桥梁方向直线矫正所述时间序列SAR图像中各景SAR图像中桥梁的倾斜，使桥梁的能量垂直距离向分布，得到桥梁方向校正后的SAR图像。

3.如权利要求2所述的一种桥梁多次散射的河流水位监测方法，其特征在于，所述对中值滤波后的幅度图像数据进行桥梁方向检测，得到桥梁方向直线，具体包括如下步骤：

取中值滤波后的幅度图像数据作为待处理图像；

搜索所述待处理图像中每一行像素的最大值，并记录其所在的行数和列数，将待处理图像中最大值位置的像素均设为1，其余设为0，构造成一个二值矩阵，作为桥梁方向估计的样本，即为最大值矩阵；

提取最大值矩阵中的最大连通域，该连通域内的样本点用于初次直线拟合，得到拟合直线后，寻找拟合直线附近的样本点并加入拟合样本，所述拟合直线附近的样本点判断标准为：样本点到拟合直线的垂线长度小于阈值；再用更新后的拟合样本进行下一次直线拟合，重复该过程直至没有更多的样本点加入，最终得到桥梁方向直线。

4.如权利要求2或3所述的一种桥梁多次散射的河流水位监测方法，其特征在于，所述从中提取桥梁多次散射信号，为从所述桥梁方向校正后的SAR图像中提取桥梁多次散射信号，具体地包含如下步骤：

对于桥梁方向校正后的SAR图像，将每列数据相加，得到一个坐标为雷达斜距的行向量，即叠加后的信号能量曲线，据此得到每一景SAR图像对应的信号能量曲线；

提取信号能量曲线中的主要峰值点，所述主要峰值点为曲线中最高的三个峰值点，分别对应为桥梁的一次、二次和三次散射，分别记录三个峰值点对应的斜距。

5.如权利要求4所述的一种桥梁多次散射的河流水位监测方法，其特征在于，所述桥梁上一点距水面的高度估计通过该点的多次散射之间任意相邻两次散射的斜距差反演得到，具体为：

针对桥梁上任一点A，该点对应的多次散射之间任意相邻两次散射的斜距差为Δ；则点A距水面的高度其中θ为SAR发射信号入射角。