蚁群算法在 InSAR 相位解缠中的应用

相位解缠是InSAR信号处理的关键过程,针对传统的枝切法存在枝切线整体长度过长和容易产生解缠"孤岛"现象等问题,基于蚁群算法提出一种改进的枝切法,通过对传统的枝切线进行优化,有效地减少枝切线长度。采用伊朗Bam地区的InSAR图像数据对算法进行实验计算与分析,表明本文算法所需设置的枝切线整体长度较短,能获得更好的相位解缠效果。     

蚁群算法在高噪声区的InSAR相位解缠应用研究

InSAR技术已成为目前监测地面沉降、山体滑坡和地震等灾害的重要手段,而相位解缠是InSAR技术的关键一步。在噪声严重区域使用枝切法进行解缠时会产生大量的残差点,建立的枝切线过长并且会产生大量密集的区域,解缠时会产生解缠“孤岛”。本文应用蚁群算法寻找距离最近的异性残差点并放置建立枝切线,缩短枝切线的长度,减少密集区域,使得枝切线长度最短来避免枝切法产生的解缠“孤岛”。通过仿真实验和泉州地区实地的InSAR图像数据进行实验计算和分析,并以均方误差和解缠时间作为评价指标与其他5种算法进行对比,结果表明,该算法要优于其他算法,且该算法产生的枝切线相比于Goldstein枝切法产生的枝切线总长度缩短超过50%。     

改进积分法的InSAR相位解缠算法

针对InSAR数据处理中干涉相位解缠的效率问题,该文在Goldstein枝切法的基础上提出了一种改进的枝切解缠算法,对枝切法中积分的方法进行了研究。首先按一定原则生成枝切线,然后选择一个非残差点作为积分的起始点,利用行扫描算法进行绕过枝切线的积分,得到最终的解缠相位。通过实验验证表明,行扫描积分法在解缠速度上比常见的四邻域积分法更快,可有效提高枝切法的解缠效率。     

基于间断自适应MRF的相位解缠算法

合成孔径干涉雷达（InSAR）技术已被广泛应用于地面高程信息的获取。相位解缠作为其关键步骤直接关系到地表高程的提取精度。然而,相位解缠受相位连续性假设的限制无法识别间断相位,影响在陡峭地形区域的高程反演精度。针对上述问题,本文提出了一种基于间断自适应马尔可夫随机场模型（DA-MRF）的相位解缠算法处理间断相位。首先构建DA-MRF模型的能量函数能够自适应地在连续相位处保持像素连接,同时在间断相位处阻断像素连接;然后再利用图割算法优化能量函数,完成相位解缠。仿真和实测数据试验证明,本文方法与常用的相位解缠算法相比,具有更强的间断相位保持能力,更适用于地形变化剧烈场景中的地形重建。     

基于GAMMA软件的InSAR数据相位解缠分析比较

以ERS影像和COSMO-SkyMed影像两种具有不同代表性的数据为例,着重介绍了GAMMA软件ISP模块中的InSAR数据相位解缠处理过程。通过实验分析得出,对于相干性较好的平原地区,枝切线区域生长法和最小费用流算法解缠结果一致,对于相干性较差的高山地区,两种方法都需分次解缠,但枝切线区域生长法对于相干性要求更高,且枝切线区域生长法的计算效率总是优于最小费用流算法。     

密集残差点区域的解缠算法

针对其他路径跟踪相位解缠算法对密集残差点的干涉图像解缠的不足,提出适用于残差点不同分布的两种路径跟踪相位解缠算法:区域分片连接法和中心扩展搜索法.这两种方法能有效地避免过长的枝切线和残差点的多次连接,既提高了解缠精度,又保留了路径跟踪法在运算速度上的优势.将上述方法应用于ENVISAT-ASAR图像,结果证明了本文方法是一种有效的InSAR处理方法.     

基于Goldstein枝切法的InSAR干涉相位解缠方法研究进展

相位解缠作为InSAR干涉测量处理中重要步骤之一,对最终获取高精度地面高程信息有重要的影响。Goldstein枝切法作为路径跟踪解缠算法中最经典的算法之一,因快速并且有效地计算理想的分割路径的优点而被广泛应用于InSAR相位解缠中。本文针对算法在残差点密集区域解缠易产生的"孤岛"现象的缺点,从残差点的识别和枝切线设置的改进两大方面对该算法的研究发展现状进行了综述,并对该算法的下一步研究方向进行了展望。     

应用网络规划进行InSAR相位解缠的路径跟踪算法

介绍InSAR相位解缠算法中Goldstein枝切法和基于质量指导的Mask－cut等路径跟踪法的基本原理,分析它们的特点;详细阐述基于网络规划的规则格网和不规则格网的最小费用流相位解缠算法的基本原理,说明网络规划算法在效率和精度上确实优于其他路径跟踪算法,是一种极具潜力的相位解缠方法。     

干涉SAR相位解缠中的枝切策略分析

二维相位解缠是合成孔径雷达干涉测量数据处理中的关键步骤和难点,通过对现有相位枝切解缠算法的枝切连接策略进行分析,并结合最小生成树的原理,提出了一种最优最小生成树相位解缠的方法,很大程度地减少了以往方法中造成地枝切线过多、过长、闭合等弊病的发生,阻止了由于枝切线设置错误所引起的误差传播,既保持了枝切法速度快的特点,又优化了算法。通过几种方案的对比实验,说明该方法能提高相位解缠精度。     

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。     

最小生成树相位解缠中冗余去除算法

目前，相位解缠的方法中以Goldstein提出的枝切法最为经典，它通过枝切线将残差点相互连接使得残差点电荷中和，在相位展开处理的积分中，积分路径不能穿过分支，从而限制误差的传播。但是由于枝切线连接策略的不合理，往往造成连成的枝切线过多、过长，甚至多条枝切线形成闭合区域，造成不能解缠的“死区”，特别是在残差点较多的情况，这种现象更为严重。本文在最小生成树原理的基础上，提出的枝切线冗余去除算法能简单、准确地去除枝切树中的冗余，并保证了相位解缠具有最好的效果。     

InSAR相位解缠算法的分析与评价

相位解缠是合成孔径雷达干涉测量中的一个关键步骤,是主要的误差源之一,同时也是研究InSAR的一个重点和难点.相位解缠算法的选取对InSAR最终的成果(DEM或者形变量)有很大的影响.文中选取常用的Gold-stein枝切算法、预解共轭梯度法(PCG)以及最为流行的统计费用网络流算法(Snaphu),对西安地区的实例数据进行解缠运算,采用不同的评价标准对解缠结果的质量进行评价比较,并给出各自解缠算法的特点和适用情况,最后对相位解缠算法的未来发展方向进行展望.     

利用差分滤波进行多基线InSAR相位解缠

将差分滤波思想引入到多基线InSAR相位解缠中,以较短基线干涉图解缠结果指导较长基线干涉图的相位解缠,从而扩展相位解缠的非模糊区间,解决较长基线干涉图中欠采样区域的相位解缠难题。利用由SRTM DEM和SIR-C/X-SAR干涉数据获取的DEM进行实验,得到了满意的相位解缠结果。     

多波段InSAR差分滤波相位解缠方法

依据干涉图零中频矢量滤波经验,设计了多波段InSAR干涉图的差分滤波相位解缠方法。该方法将较短波长干涉图与较长波长干涉图的解缠结果进行差分处理,以降低干涉条纹频率,提高滤波效果和相位解缠性能,从而以较长波长干涉图的解缠结果指导较短波长干涉图的相位解缠。充分利用不同波段干涉图之间的互补相位信息,提高相位解缠的可靠性和解缠精度。采用由DEM仿真的多波段干涉图进行了相位解缠试验,得到了满意的解缠结果,验证了该解缠方法的有效性。     

相位补偿SAR差分干涉提取山区DEM算法及精度分析

首先,将去平干涉相位和外部DEM模拟的地形相位作差分,以降低干涉图的条纹率。然后,采用模拟的地形相位对差分干涉图的解缠相位进行补偿得到去平干涉图的解缠相位,并用此相位进行基线精化和高程提取。实验结果表明,该算法可得到高程精度更高的山区DEM。与常规干涉算法相比,它不仅可改善解缠精度,还可得到更加真实且相干性明显改善的相干图,减少因相干性低于解缠时设定的相干性阈值而产生的高程空洞区。相比于＂高程补偿＂算法,其可更有效地削弱残余系统相位以及解缠和外部DEM引入的随机相位误差的影响。     

角反射器差分干涉方法及反距离加权最小费用流相位展开算法

合成孔径雷达差分干涉测量(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar,DInSAR)在低相关区由于受时间空间去相关的影响,无法得到有效应用。角反射器DInSAR方法能在长时间段内保持幅度和相位稳定性,可以最大程度地减小去相关的影响。但由于反射器在空间上一般形成不规则稀疏网络分布,在平地相位、高程相位计算及相位展开方法上都带来新的挑战。研究三角反射器的DInSAR技术,重点分析基于不规则离散点的最小费用流相位展开算法。对费用流算法权重的选择,通过分析残差的产生来源,提出以弧所穿越的边长度倒数作为弧费用的权重设置方法,解决费用流算法中具有相同费用路径的选择问题。最后将角反射器DInSAR技术应用于滑坡移动的监测,通过对140d时间段的监测,得到与实测值具有较好一致性的结果。