联合实、复相关函数的干涉SAR图像配准方法

SAR复图像配准是干涉SAR数据处理中的关键步骤之一,配准精度直接影响后续产品的质量。提出一种基于联合实、复相关函数的星载干涉SAR图像配准方法。首先,在分析已有配准测度函数各自特性的基础上,结合国际上干涉SAR数据处理经验,认为在全球干涉测量任务背景下,相关函数是一种稳健、普适性的干涉SAR图像配准测度函数。然后,针对相关函数存在实、复相关计算,分析实、复相关函数各自的特点以及适应情况,提出配准灵敏度准则,从而能够有效地自适应地选取相应的配准相关度量。最后,给出配准算法的详细实现步骤。复杂地区的实测数据处理结果验证了方法的有效性。     

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)关键技术研究

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术是近二十年来迅速发展起来的空间对地观测新技术。简述InSAR干涉处理过程的基础上,重点介绍并分析了其关键技术SAR图像配准和相位解缠的常用算法,并对由ERS1/2得到的两幅复杂SAR图像为实验对象,综合使用图像配准和相位解缠的经典算法对SAR图像配准生成干涉图,对干涉图相位解缠。最后简要介绍国内外InSAR技术发展方面的现状及发展趋势。     

实时轨道条件下Sentinel-1卫星影像干涉配准

Sentinel-1卫星步进扫描模式干涉处理方位向配准精度要求达到0.001个像素，通常在精密轨道条件下采用几何配准联合增强谱分集完成影像的配准。但Sentinel-1卫星精密轨道发布较晚，而实时轨道精度较低，几何配准后易导致增强谱分集相位缠绕。为了进一步修正实时轨道条件下的几何配准结果，满足卫星干涉实时处理的需要，选取以点目标为中心的窗口进行相关配准，并对多组Burst配准结果进行拼接处理，以提高相关配准算法的可靠性和精度，确保配准精度满足增强谱分集的要求。     

机载双天线InSAR复图像自动配准研究

干涉雷达复图像之间的精确配准是提高雷达干涉测量精度的关键之一。对于机载双天线干涉雷达系统,精确的地形高程测量需要精确的干涉相位来保证,从而要求干涉复图像在亚像元级的精确配准。为了使两幅机载双天线InSAR复图像之间配准精度达到亚像元级以及提高运算效率,在分析前人算法的基础上,分别采用基于快速傅里叶变换(FFT)复相关精配准算法以及基于过采样图像的精配准方法对机载双天线InSAR复图像进行精配准试验和比较,生成了干涉条纹图,并进行了相干性分析。试验结果表明,机载双天线复图像相干性很高、偏移量较小;对于机载双天线复数据而言,这两种方法都可以有效地实现复图像数据的高精度配准,但是从配准精度以及算法运行时间来看,基于FFT的复相关精配准算法较优,运算效率更高,且更具实用性。     

基于InSAR复数影像配准方法研究综述

随着合成孔径雷达(SAR)影像数据源增多和数据质量的提高，合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术的使用相继得到快速发展，SAR复数影像配准作为影像干涉处理最重要的步骤逐渐成为一个重要的研究课题。本文以SAR影像振幅、相位、灰度值为核心信息，对现有的研究方法进行了归类，从控制点选取优化、影像几何关系特征及深度学习三方面总结了配准方法的研究发展现状；对各类研究方法优势和局限性进行对比分析，论述了当前关于SAR影像配准存在的主要问题，并对该领域未来研究方向进行展望。     

干涉雷达复图像配准与干涉纹图的增强

干涉雷达复图像之间的精确匹配技术是提高雷达干涉测量精度的关键之一。首先讨论了干涉雷达复图像配准过程中所要考虑的问题,然后给出了一个切实可行的配准方法,并把该方法应用于新疆喀拉卡什ＳＩＲ－Ｃ／Ｘ－ＳＡＲＬ波段干涉数据处理。干涉雷达复图像配准之后可以生成干涉纹图,为了消除干涉纹图中的噪声,尝试了中值波波和方向平滑两种方法。     

精密轨道支持下的哨兵卫星TOPS模式干涉处理

哨兵卫星采用TOPS模式成像,为确保影像干涉相位偏差小于3°,方位向配准精确度需达到0.001个像素。本文论证了哨兵卫星精密轨道条件下进行几何配准即可达到较高的配准精度,满足增强谱分集进行方位向残余偏移量估计的前提条件,并基于DORIS软件实现哨兵卫星TOPS模式影像的几何配准和增强谱分集优化配准处理。地表方位向形变等信号可导致Burst干涉图之间发生相位跳变,并对增强谱分集估计几何配准残余偏移量时产生干扰,本文开展了相关的理论分析和数据处理试验,提出粗差探测方法消除相位跳变对增强谱分集配准的干扰。     

InSAR复数影像配准方法探讨

复数影像配准是卫星合成孔径雷达干涉数据处理中的重要步骤之一,本文对目前影像配准最常用的方法进行了研究分析,提出了基于幅度影像的配准方案,并证明该方案配准精度高,适应能力强,运算效率高.     

基于谱运算的复相关函数法在干涉复图像配准中的应用

复图像配准是干涉SAR处理中的关键步骤之一,要求配准精度达到0.1个像元的水平,而控制点的精确定位是复图像配准中的核心环节.尽管前人提出采用复相关系数法、信噪比法、平均扰动函数法等算法,但他们都是基于滑动窗口的算法,运算效率低.在分析前人算法的基础上,引入基于谱运算的复相关函数算法实现控制点的亚像元级精确定位,分析比较了算法的计算复杂度.应用该算法对我国某地区ERS-2的SLC数据进行了实验,生成了干涉图像,并进行了相干性分析,证明了该算法的可行性和稳健性.实验研究证明即使在主从图像时间间隔较大、相干性差的情况下,应用该算法也能获得干涉条纹图.     

提高海丝一号SAR影像定位精度的图像配准方法

海丝一号（HISEA-1）是国内首颗对标国际先进指标的C波段商业SAR卫星，最高成像分辨率为1 m，整颗星质量小于185 kg，具有轻小型、低成本、调度灵活等优点，但是其影像产品的定位精度相对于国内外高几何精度的卫星影像，如哨兵一号（Sentinel-1）干涉宽幅模式影像产品仍有差距。本文提出了一种利用图像配准技术提高SAR影像几何精度的方法，将已知高精度地理坐标的Sentinel-1数据作为参考基准，HISEA-1 SAR数据作为待配准图像，通过完成两者之间的精确匹配，以纠正HISEA-1SAR影像的定位精度。     

一种高精度的干涉雷达复数影像配准方法

在总结现有算法的基础上,提出了基于相干系数、Harris特征点、小波金字塔及TIN三角微分纠正技术的单视复数雷达图像的配准流程。通过ERS 1/2的实验表明,提高了配准的精度和效率,特别是保证了在没有精确轨道甚至没有轨道参数的情况下也能获得很高的配准精度,计算正确的干涉相位图。在重采样过程中采用的三角联网策略,进一步使匹配点的局部拟合误差得到有效控制,得到配准精度更高的复图像对。在CPU 3.06GHz计算机上,43 s内完成5000像素×1000像素的主辅图像的配准,平均相干系数为0.719855。     

基于Kalman滤波的InSAR基线估计方法

针对目前SAR干涉测量中基线估计现存的问题,提出了利用Kalman滤波和配准参数进行基线估计的方法.所提出的方法具有不需地面控制点、不受地形限制和不依赖于轨道参数等优点,并可以估计时变的基线参数.利用南京地区的ERS-1/2 tandem数据进行了试验研究,并对提出的方法进行了验证.结果表明,在精确的卫星轨道数据和地面控制点不能获取时,所提出的方法仍能有效地估计InSAR基线.这在一定程度上补偿了轨道偏移带来的误差,为获取高精度的DEM奠定了基础.     

几种卫星合成孔径雷达影像配准算法的比较研究

复数影像配准是卫星合成孔径雷达干涉数据处理中的重要步骤之一,影像配准精度将直接影响干涉条纹图的质量和由此提取的高程或位移结果的精度。文中利用上海地区ERS-1/2影像数据进行实验,对比分析了三种方法的配准质量和运算效率,试验结果表明:在配准质量方面,相干系数法最高,相位差影像平均波动函数法次之;而在信噪比较低的情况下,最大频谱法的配准质量优于相位差影像平均波动函数法。在运算效率方面,相位差影像平均波动函数法的运算效率最高。     

基于矩阵相似度的InSAR图像配准方法研究

图像配准是干涉合成孔径雷达成像的关键技术之一,相关系数是InSAR图像配准的重要指标。本文在分析研究常见相似性度量的基础上,研究了相关系数与矩阵相似度度量之间的关系,研究发现,矩阵相似度度量可涵盖多种图像配准数值指标,且其表达形式精炼,几何意义明确,便于把握图像配准的机理。此外,本文提出了一种加权矩阵相似度度量,并通过仿真数据进行了验证。     

一种改进的星载干涉SAR复图像最大频谱配准算法

最大频谱法常用于星载干涉SAR复图像配准,但该方法计算量较大且易受噪声影响。本文提出一种改进的最大频谱配准算法。该方法利用chirp-z变换替换补零FFT变换,以相对较少的运算量达到较高的频谱峰值计算精度;通过设定合理的判决门限,判定控制点偏移量估计结果的可靠性,以便对位于不同区域的控制点自适应选取子图像截取窗口的长度,达到控制运算量的目的。利用该算法分别对来自ASAR和ERS-1/2的两对复图像进行验证,实验结果表明该算法可以有效实现配准,且比同条件下利用常规最大频谱算法得到的结果更加可靠。     

基于目标关联的多源卫星遥感图像兵营融合检测方法

目前的目标融合检测方法大都是基于多源遥感图像配准的,然而在实际的应用中,成像机理不同的多源遥感图像的精校正和图像间的配准是十分复杂的,难以确保其配准精度.为此,本文提出了一种基于目标关联的多源卫星遥感图像的兵营融合检测方法.该方法不对图像进行配准,而是根据单源图像的目标自动检测结果,利用图像的大地坐标信息,截取包含目标的同一地区的局部遥感图像,再分别提取多源遥感图像目标的特征,并根据其中冗余的特征,对提取的目标区域建立关联,再由关联检验确保特征关联的正确性,最后对目标特征进行融合决策,得到目标融合检测结果.实验结果表明,该方法能有效地利用多源遥感图像的信息,降低遥感图像目标检测的误判率,提高目标特征的准确度.     

地形因素对InSAR影像配准的影响及分析

常规的InSAR影像配准方法主要是根据相干系数最大的原则进行配准,在短基线和高相干区域可以取得很好的效果。但该方法未考虑到地形因素的影响,在地形起伏较大的区域容易导致误匹配。为避免该问题,通过考虑地形因素进行InSAR影像配准来提高配准的精度,对地形因素在InSAR影像配准时的影响进行研究,通过比较分析常规配准方法与考虑地形因素配准方法的结果,表明利用地形信息辅助配准能够部分提高配准的精度,尤其是在方位向和失相干区域。     

The study on automatic registration of InSAR images

Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) allows production of high resolution DEM and detection of small earth motions using multiple pass SAR data sets obtained by remote sensing satellite. But the whole process has not yet reached sufficient robustness to warrant automated DEM production as commonly produced by stereovision with optical images. The automatic algorithm for precision registration is one of the bottlenecks in InSAR data processing. In this paper, an automatic approach with multi-step image matching algorithm is presented. All procedures are automatically implemented. The experiment is carried out successfully with SIR-C/L-band InSAR data. The triangular piecewise rectification is also advanced in reducing local distortion between the images and processing the large scene image. The primary result has prospect in the precision registration for the repeat-track InSAR data and reveals the potential of the presented automatic strategy.     

The study on automatic registration of InSAR images

Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) allows production of high resolution DEM and detection of small earth motions using multiple pass SAR data sets obtained by remote sensing satellite. But the whole process has not yet reached sufficient robustness to warrant automated DEM production as commonly produced by stereovision with optical images. The automatic algorithm for precision registration is one of the bottlenecks in InSAR data processing. In this paper, an automatic approach with multi-step image matching algorithm is presented. All procedures are automatically implemented. The experiment is carried out successfully with SIR-C/L-band InSAR data. The triangular piecewise rectification is also advanced in reducing local distortion between the images and processing the large scene image. The primary result has prospect in the precision registration for the repeat-track InSAR data and reveals the potential of the presented automatic strategy.