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。     

InSAR系统的相干性来源

InSAR系统根据两幅相干复影像的相位差进行高程测量或动目标检测,要求这两幅SAR复数影像之间必须相干。相干性是InSAR系统得以实施的前提,是InSAR系统中最关键的因素之一。本文根据InSAR信号的获取情况,对InSAR相干性的来源进行了分析。     

基于地形匹配的InSAR地形变化检测方法研究

针对目前我国InSAR系统中定位定姿设备精度不高的现状,提出了一种基于地形匹配的地形变化检测方法。该方法是InSAR数据应用于地形变化检测的一种新途径,能够在InSAR系统直接定位精度不高的情况下,提高地形变化检测数据处理的自动化程度。     

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。     

地形坡度对干涉相位残余点分布的影响

相位解缠是干涉雷达生成ＤＥＭ的重要步骤之一。干涉相位中的残余点使相位解缠变得复杂。本文研究了残余点产生机理,建立了残余点发生概率的解析表达式。结果表明,在噪声存在的条件下,残余点产生不仅与两幅图像之间的相关系数有关。而且受地形坡度的影响。     

InSAR干涉图滤波方法对比

针对不同滤波算法在InSAR数据处理中去噪效果的差异,该文从滤波理论出发,采用模拟和真实干涉数据进行实验。在各种滤波算法中,均值滤波(多视处理)、Goldstein滤波及其变种滤波应用广泛,本文对4种滤波方法进行了系统分析,深入探讨了经典InSAR滤波和国内外学者算法的优缺点。实验表明:4种滤波均能有效抑制噪声,提升干涉图质量。其中,Goldstein滤波以及两种改进的滤波效果要明显优于均值滤波,且具有更好的自适应性或条纹保持能力,较经典Goldstein滤波而言,变种滤波方法不仅保持了Goldstein滤波的优点,在边缘信息和细节保持能力方面优势更加显著。     

雷达相干性与NDVI经验模型

植被的覆盖程度是造成雷达影像失相干的重要因素.通常,在森林等植被覆盖严重的地区,相干性相对较低,而在城市等植被覆盖率较低的地区,相干性较高.本文基于2017年珠江三角洲地区的MODIS归一化植被指数(NDVI)与Sentinel-1雷达卫星影像相干性,建立线性回归和幂函数回归模型,并利用两种模型预测该地区2016年的相...     

InSAR地形测绘若干问题研究

目前,我国已经把InSAR技术作为完成西部测图任务的重要技术手段之一,为了解决影响InSAR应用的技术瓶颈问题,促进InSAR技术的实用化,把InSAR技术应用于实际测绘生产之中,本文对InSAR相位解缠、干涉参数定标、解缠相位到高程转换、InSAR测绘作业流程及SAR影像制图等技术进行了研究;为了促进InSAR技术的进一步发展,为下一代InSAR系统的研制和应用奠定基础,本文对SAR图像仿真技术和干涉图仿真技术进行了研究,并在仿真数据的基础上,对多基线/多波段InSAR相位解缠技术进行了研究。本文在InSAR测绘作业流程设计、区域网平差干涉参数定标与高程控制点加密、SAR影像制图综合等方面的研究成果,对于促进我国InSAR技术的实用化和工程化具有积极意义;在SAR图像仿真和干涉图仿真方面的研究,为SAR系统设计和SAR仿真的应用奠定了基础;在多基线、多波段InSAR相位解缠方面所取得的研究成果,将促进我国多基线、多波段InSAR技术的发展。     

InSAR数据处理中的误差分析

针对星载雷达,从InSAR的基本原理出发,综合推导并讨论了相位观测误差、卫星轨道误差、地形误差等各类误差源对不同工作模式(包括重复飞行InSAR生成DEM,Two passDInSAR监测地表形变,以及Three passDInSAR监测地表形变)的影响。     

星载InSAR在地形测绘中的误差来源分析

合成孔径雷达干涉（InSAR）技术是最有效的测图手段之一,然而InSAR地形测绘过程中极易受到各类误差的影响。本文探讨了国产SAR卫星无法业务化干涉的主要原因,并从卫星的干涉几何出发,研究了InSAR在地形测绘中的误差来源,研究表明,主星定轨误差、斜距测量误差、基线测量误差以及相位误差是地形测绘中的一级误差源。最终对一级误差带来的高程误差进行了定量分析,并对部分一级误差进行了分解,定位了二级误差源。     

地形坡度对干涉相位残余点发布的影响

相位解缠是干涉雷达生成DEM的重要步骤之一。干涉相位中的残余点使相位解缠变得复杂。本文研究了残余点产生机理,建立了残余点发生概率的解析表达式。结果表明,在噪声存在的条件下,残余点产生不仅与两幅图像之间的相关系数有关,而且受地形坡度的影响。理论分析与模拟实验表明,地形变化愈大,残余点分布加密。     

InSAR基线对干涉图的影响分析

基于InSAR技术的基本原理,在h=0处进行了泰勒级数展开,推导了干涉相位组成。根据干涉相位组成论证了基线对影像相干性、高度灵敏度、平地效应及干涉SAR系统距离分辨率等的影响,利用数据进行了仿真实验,指出了基线长度对干涉图的影响程度,对合理选择干涉像对具有指导意义。     

InSAR DEM精度与地形特征的关系分析

为研究InSARDEM与地形特征的关系,本文以从不同空间位置获取的两幅SAR影像作为实验数据,将InSARDEM与USGSDEM进行比较,分析了InSARDEM的精度,并研究其与坡度、坡向之间的关系。结果表明,本次实验InSARDEM与USGSDEM高程差异中误差为+19.11m,其精度与地形特征强烈相关,随着坡度的增加,InSARDEM精度降低,且前坡处高程精度高于后坡。     

ArcGIS软件在地形分析中的应用

以铜仁市滨江旅游大道为例,介绍利用ArcGIS软件生成TIN的方法。应用结果表明,该方法可以高效地利用现有的纸质地形图和矢量地形图等生成坡度图、坡向图,对地形分析进行量化和分析,并为城市规划、国土整治等行业提供数据依据。该方法不需要投入大量的设备,成本低,速度快,值得大力推广使用。     

地形坡度对干涉相位残余点发布的影响

相位解缠是干涉雷达生成ＤＥＭ的重要步骤之一。干涉相位中的残余点使相位解缠变得复杂。本文研究了残余点产生机理,建立了残余点发生概率的解析表达式。结果表明,在噪声存在的条件下,残余点产生不仅与两幅图像之间的相关系数有关,而且受地形坡度的影响。理论分析与模拟实验表明,地形变化愈大,残余点分布加密     

雪线时空分布及与地形因子相关性分析

采用青海玉珠峰1998、2010、2013、2015年7月份四期SPOT5及QuickBird遥感影像(1998年为航片),解译冰雪范围线,对冰雪覆盖区域的时空变化特征进行分析。获取2013年雪线高程,利用30 m分辨率的SRTM-DEM提取坡度、地形曲率、地形起伏度等地形因子。在气温、降水条件基本相同的情况下,对不同的海拔范围采用回归分析推算雪线高程与地形因子的相关关系。结果表明,随着海拔的升高,雪线高程与地形因子的相关性有逐步增强的趋势。当海拔达到约5 500 m时,雪线高程与坡度、地形起伏度、剖面曲率、平面曲率的相关系数分别为0.509、0.517、0.141、0.221,地形起伏度与坡度是对雪线分布影响相对较大的地形因子。     

影响InSAR测高精度因素的相关性分析

从基线沿水平向分解和沿视线向分解的InSAR基本原理出发,分析讨论了InSAR高度测量的精度,详细给出了分解时的斜距、基线、相位以及高度等量的误差之间互不影响和相互影响下对目标高度精度的影响公式。从公式表达可以看出,这些量独立时对目标高度精度的影响是不独立时的特殊情况。     

InSAR时空基线对DEM精度的影响分析

InSAR是获取全球DEM的重要手段。然而InSAR地形测绘过程中极易受各类干涉要素的影响,其中基线是重要的干涉要素之一。本文采用天津地区40景TerraSAR-X影像构成的780个干涉对,定量分析了时空基线对InSAR地形测绘的影响,试验结果表明,空间基线越大,高程精度越高,两者呈幂函数关系;时间基线越大,高程精度越低,两者呈线性函数关系。因此在地形测绘过程中,应在确保相干性的前提下采用尽量长的空间基线,同时确保足够短的时间基线,消除时间失相干的影响。本文为国产SAR卫星的构型设计提供了技术参考。     

基于DEM的地形分类方法研究

坡度是描述地表形态的基本指标。利用ArcGIS软件对已有的1∶10 000 DEM数据进行坡度分析,能够正确高效地识别地形特征,确定对应图幅所属的地形类别。研究成果已正式应用于河北省第一次全国地理国情普查和其他测绘地理信息管理工作。