基于局部频率和多网格技术的InSAR相位解缠算法

提出一种基于自适应局部频率估计和多网格加权迭代的相位解缠算法。采用高精度的局部频率估计代替滤波相位差分,先用最小二乘FFT法进行初始相位解缠,再以局部频率估计置信度做为依据判断不可解缠区域进而设置加权参量,应用多网格法完成精细相位解缠。局部频率估计的应用使得解缠前无需进行单独的相位滤波,简化了InSAR处理模块,提高了数据处理效率。经实验验证,InSAR数据处理精度明显提高。     

基于同伦算法的非线性最小二乘相位解缠

线性加权最小二乘方法进行相位解缠时,采用迭代法求解,收敛速度慢,不容易得到精确解。本文提出非线性相位解缠模型,并采用同伦算法实现非线性最小二乘相位解缠。通过真实数据与线性最小二乘相位解缠算法进行对比实验,验证了该方法是有效的,特别是在有噪声干扰的区域,该方法可以提高相位解缠的精度。     

基于预解共轭梯度的相位解缠算法研究

用Matlab实现无权和加权的两种最小二乘相位解缠的算法。采用仿真及真实数据,通过定性和定量的方法比较分析这两种算法。试验结果表明,预解共轭梯度最小二乘相位解缠算法在噪声相位可以取得较好的解缠效果。     

基于边界探测的InSAR最小二乘整周相位解缠方法

为解决最小二乘相位解缠方法一直存在收敛性差和非整周性相位解算问题,提出基于解缠边界探测并搜索整周相位值的解缠方法,采用最小二乘次优解与最优解的阈值判别准则,预测解缠趋势并逐步推进相位解缠边界,并在解缠迭代计算中附加相位搜索增量以提取相位整周值。试验分别基于噪声干扰的模拟图和香港、深圳地区的ERS-1/2卫星SAR影像干涉图,采用边界探测算法进行相位解缠计算,试验结果表明,本文解缠方法对附加强噪声的模拟干涉图能正确解缠出99.5%的相位值,真实SAR影像干涉图的解缠精度达到±0.12rad。     

时空三维相位解缠算法改进研究

三维相位解缠是时序干涉合成孔径雷达（interferometric synthetic aperture radar，InSAR）技术的关键环节之一，解缠结果直接影响时序InSAR地面沉降监测的精度。针对地面沉降严重、地形坡度变化较大的区域，因相位欠采样引起的整周期解缠误差问题，提出了一种基于频域置信度的加权最小二乘相位解缠算法，并以此替代时空三维相位解缠中空间维以相位梯度为权重的加权最小二乘相位解缠算法。通过提高相位坡度变化估计的准确性，进而提高时空三维相位解缠的精度和稳定性。以北京地区地面沉降监测为例进行了验证，结果表明，与经典的时空三维相位解缠算法相比，改进算法得到的沉降监测结果精度更高，特别是对于坡度变化较大、失相干现象明显的沉降漏斗区，其沉降监测精度有明显改善。     

遗传算法在InSAR相位解缠中的应用

相位解缠是干涉合成孔径雷达 (In SAR)测量地形高程的重要步骤之一。由噪声和欠采样导致的相位不一致性问题是相位解缠的难点。本文给出了一种新的基于遗传算法的相位解缠方法。其优点是能够有效地抑制由相位不一致性区域所导致的相位误差传播 ,因而不需要进行相位不一致性区域的识别 ,且使得相位解缠能够自动完成     

基于改进移动最小二乘解缠相位去噪

准确的相位解缠是SAR卫星监测地表变形的前提和关键,然而当待解缠相位图像中存在严重噪声、不连续或不连通区域时,当前已经提出的许多的相位解缠算法会在条纹线边缘出现2π跃变噪声。这些2π跃变噪声和干涉相位本身存在的噪声会使SAR监测图像不能准确表达地表的变形情况。为此,本文提出一种基于改进移动最小二乘滤波方法,该方法可有效地去除相位解缠后的条纹线边缘的跃变噪声和干涉相位本身存在的噪声。首先使用SNAP软件对Sentinel-1A的两组SAR影像进行差分干涉(DInSAR)处理;其次利用迭代对流层分解模型(Iterative Tropospheric Decomposition,ITD)对解缠后的图像进行大气校正预处理,去除大气相位对解缠结果的影响;最后对预处理后的解缠相位进行改进最小二乘滤波,获得最终的区域变形图。通过与移动最小二乘滤波和高斯滤波的去噪结果对比,改进最小二乘滤波,可以既保留最小二乘最佳拟合曲面的特性,在“跃变式”噪声下也能达到很好的去除效果,同时也不会将下沉“谷底”当成去噪对象。将实测水准数据作为参考,改进最小二乘滤波更为接近下沉曲线。改进移动最小二乘滤波,在继承了移动最小二乘的最佳拟合曲面特性的同时,也对“跃变”噪声具有很好的消除性。该方法仍需进一步改进:针对大面积噪声区域仍然无法做到精确去除;移动最小二乘方法针对大矩阵仍然没有好的计算方法,费时费力。     

用狄氏边界的泊松方程进行InSAR相位解缠的研究

相位解缠是干涉雷达测量地形高程的重要步骤之一。由噪声和欠采样导致的相位不一至性问题是相位解缠的难点。本文给出了一种新的、基于狄氏边界泊松方程的相位解缠方法。这的优点是能够有效抑制由不一致区域所导致的相位误差传播,因而不需要进行相位不一致区域的识别,且使得相位解缠能够自动完成。该方法特别适合于不一致区域稀少,或分布集中的情况。     

基于去噪扩散概率模型的InSAR相位解缠

二维相位解缠是合成孔径雷达(InSAR)中的关键任务之一,传统的相位解缠算法要求干涉相位相邻像元间的相位差位于[-π,π]之间,实际上由于噪声和采样率的因素,解算结果不可避免地产生误差或错误。提出了基于去噪概率扩散模型的InSAR相位解缠算法,利用深度学习中的扩散生成模型(Denoising Diffusion ProbabilisticModels)设计了相位解缠网络DDPU,使用LiCSAR数据以及仿真数据训练网络,在3 000个样本集上评估了相位解缠网络DDPU的质量并与传统相位解缠算法及其他基于深度学习的解缠算法进行对比,结果表明DDPU具有优异的解缠能力以及良好的鲁棒性。     

InSAR相位解缠算法的分析评价

相位解缠是合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）数据处理过程中的关键步骤,相位解缠算法的选取关系到InSAR最终成果数字方程模型（DEM）或者形变量的精度。介绍了相位解缠的基本原理,利用基于路径跟踪、最小范数和网络流思想的8种解缠算法对加拿大魁北克地区合成孔径雷达（SAR）干涉图进行相位解缠,通过不同的评价指标对解缠结果进行了评价比较。实验结果表明：Flynn最小不连续法、最小Lp范数法和Snaphu网络流法具有较好的稳定性和适应性。     

基于SRTM DEM的InSAR高分辨率山区地表高程重建算法

山体的叠掩和阴影现象造成的信号去相关,一直是InSAR重建山区地表高程的瓶颈之一.为此,提出了一种新的基于粗分辨率SRTM DEM(约90m分辨率)辅助InSAR数据重建山区地表高程的方法.利用SRTM DEM模拟的干涉相位,对ERS-1/2干涉相位做去地形相位处理,得到残余相位.通过对解缠后的残余相位计算方差提取叠掩和阴影区域的噪声,并用平均相位近似恢复噪声区域的相位,然后将其转换为高程,并用SRTM DEM作高程补偿处理,从而实现地表高程重建.最后,定量比较了该方法与传统InSAR技术生成的DEM精度.实验表明,这种方法能有效提高传统InSAR技术生成地表高程的精度,这对提高星载雷达数据的使用效率具有重要意义.     

DEM辅助的山区InSAR相位解缠

针对山区InSAR相位解缠困难的问题,在实现零中频矢量滤波的基础上,设计了DEM辅助的山区InSAR相位解缠方法。将原始干涉图与DEM模拟的干涉图做差分处理,获取条纹中心频率极低的零中频干涉图,再对零中频干涉图进行滤波和相位解缠处理;并将解缠结果和模拟干涉相位求和得到原始干涉图的解缠结果,从而减小相位欠采样和频谱混叠现象对干涉处理的影响,提高相位解缠性能。采用兰州地区和登封地区两套ENVISAT ASAR数据进行相位解缠实验,统计解缠百分比、解缠效率,以及零中频干涉图对应的相干图和常规干涉相干图构成的差分相干图的相干值均值,验证方法的可行性和有效性。     

基于修正嵌入式容积卡尔曼滤波的相位展开算法

针对干涉图展开问题,将Levenberg-Marquardt方法修正后的嵌入式容积卡尔曼滤波器应用于缠绕相位图像的展开中,结合基于修正矩阵束模型的局部相位梯度估计算法以及量化跟踪策略,提出一种基于修正嵌入式容积卡尔曼滤波的相位展开算法。该算法不仅可以精确和快速地展开缠绕像元,还可以在展开缠绕像元的同时抑制相位噪声,降低前置预滤波器的难度与复杂度,甚至可以在处理受噪声污染不严重的干涉图时免去前置预滤波处理步骤。试验结果表明本文算法具有较高的效率和良好的稳键性。     

SAR干涉图的静态小波域MAP法滤波

SAR干涉图中的斑点噪声是对相位解缠的极大障碍，为了得到更精确的地形模型，必须在相位解缠前对干涉图进行斑点噪声滤波。提出了一种干涉图的小波域多尺度滤波算法。对干涉图的实部和虚部分别进行处理，用Pearson分布系确定了信号和噪声项小波系数的概率密度函数，然后用最大后验概率（Maximum A Posterior,MAP)准则估计无噪数据的小波系数。将本算法和另外3种滤波算法进行比较。结果表明，本滤波算法对SAR干涉图有很强的噪声抑制能力，并能保持干涉图的相位细节信息和相位分布。     

InSAR图像相位解缠的最小费用流法及其改进算法研究

最小费用流法是基于网络流的相位解缠方法,解决了许多解缠方法无法消除相位噪声对高相干区域影响的问题,在此基础上,本文针对该方法解缠时速度较慢和对计算机性能要求较高的缺点而提出改进算法,即将干涉图像分为若干子区域分别进行处理,再利用基于Contourlet变换的超小波方法进行融合处理,最后用算例进行了验证,结果表明最小费用流法及其改进算法是一个较好的解缠方法。     

一种改进的多基线相位展开方法

针对最大似然估计的多基线InSAR相位解缠算法对噪声比较敏感且难以解缠低信噪比干涉图的缺点,该文提出一种多基线迭代与最大似然估计相结合的多基线相位展开方法。首先利用多基线迭代法得到最长基线干涉图粗略的干涉相位;然后在以此粗略相位为中心的相位区间里,利用多基线最大似然估计得到最长基线干涉图的干涉相位精确估计值。该文采用仿真的金字塔场景、多山场景以及城市场景干涉图进行相位解缠实验。实验表明,该方法的相位展开精度比多基线迭代法和最大似然估计法都有了不同程度的提高。     

改进的CR-InSAR技术用于四川甲居滑坡形变监测

采用一种改进的基于相位相干性的非线性人工角反射器InSAR解算算法,不仅能有效地避免相位解缠误差,而且对于大尺度形变梯度具有较强的探测能力。将该方法用于四川丹巴县甲居滑坡形变监测试验,获取了位于甲居滑坡上角反射器的形变结果。通过与小基线集InSAR算法以及基于解缠相位的CR-InSAR算法结果比较,该方法更能准确获取非线性形变时间序列结果,合理地揭示了甲居滑坡明显的形变特征。