TanDEM-X双站InSAR地形提取及精度评估

在介绍TanDEM-X/TerraSAR-X SAR数据获取模式和零秒时间基线等双站干涉测量优势的基础上,提出了一种基于TanDEM-X双站SAR数据的高精度地形提取方法,并利用ICEsat激光测高数据进行了精度评估。该方法采用引入外部DEM进行相位差分的策略,减少相位残差,提高相位解缠精度与效率。另外,在双站模拟相位和地理编码过程中考虑到双站几何结构和零时间多谱勒时间参数,采用ICESat高程数据进行绝对相位偏移校正。以复杂地形环境下的普若岗日冰原为例,获取了空间分辨率10 m、高程精度0.8 m的DEM结果,精度可满足国家1:10 000地形制图的要求。     

使用SAR影像生成DEM的精度分析

雷达干涉测量(InSAR)和雷达立体测量(Radargrammetry)是使用SAR影像生成DEM的两种主动遥感新技术,前者利用反射雷达波的相位信息,而后者利用其灰度信息。本文利用ERS-1/2卫星对香港地区成像获取的SAR影像分别构成干涉像对和立体像对生成了DEM,并以外部DEM为参考,利用对比和统计方法分析了两种测量方法的精度情况和技术优势。     

利用干涉合成孔径雷达技术提取数字地面模型

简单介绍了干涉测量合成孔径雷达((INSAR,InterferometricSyntheticApertureRadar;简称:干涉雷达)的技术特点及原理,概述了干涉图像的相位解缠算法,并以西藏玛尼地区ERS-1/2SAR图像为例,提取了数字高程模型(DEM).     

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。     

利用TanDEM-X影像和ICESat-2高程数据获取南极高精度数字高程模型

高精度DEM是南极科学研究的基础地理信息数据之一。德国空间局发布的TanDEM-X双站干涉影像对不仅分辨率高、覆盖范围大,而且具有零时间基线,不受时间去相关、大气变化及地面目标形变的影响。本文基于TanDEM-X双站干涉影像对和迭代差分InSAR技术获取南极高分辨率DEM;然后利用南极ICESat-2高程数据和最小二乘平差方法改正DEM产品的系统性偏移误差,提高DEM产品的绝对精度。真实数据试验结果表明,本文方法可获取分辨率优于5 m、绝对精度优于2 m的南极DEM。     

基于InSAR技术在山地区域DEM提取及精度评定

利用InSAR技术对四景ENVISAT-ASAR雷达数据进行DEM提取。简述了InSAR测高的原理,总结了SAR数据的处理方法。获取了两组研究区域DEM成果,经精度评定,成果能够满足1∶50 000比例尺DEM产品的精度要求。同时,实验证明InSAR技术可以快速地获取大面积DEM。     

使用InSAR 建立DEM的试验研究

重点考察使用星载InSAR技术建立DEM的关键数据处理过程和精度情况。首先介绍InSAR的基本原理和所涉及的关键干涉雷达数据处理技术，然后对欧空局的2颗卫星ERS－1／2以串接飞行方式分别于1996年3月18日和19日对香港地区成像所获取的2幅SAR复数影像作了干涉处理和分析，并生成了DEM，最后以外部DEM作参考标准，对干涉DEM的精度作了评价，并分析了其潜在的制约因素。     

单基线TanDEM-X InSAR相干性反演森林高度EI北大核心CSCD

由RVoG模型演变的SINC函数模型运用到TanDEM-X InSAR数据反演森林高度时面临观测信息不足的问题,且无法适应不同的森林场景。本文针对这一问题,提出小范围LiDAR数据辅助下基于TanDEM-X InSAR相干性的森林高度反演方法,此方法无须全局高精度DEM产品提供地表相位信息而仅利用相干性即可获取森林高度信息。为验证此方法的可行性,采用西班牙境内两个典型试验区的TanDEM-X InSAR数据进行验证,并利用LiDAR树高数据进行精度评定。结果表明,单基线TanDEM-X InSAR相干性可用于反演森林高度,两个试验区的精度分别为2.34 m和1.74 m。     

利用星载InSAR技术获取DEM及误差来源分析

星载干涉合成孔径雷达(InSAR)技术是一种高效的数字高程模型(DEM)获取方法,对其展开探讨具有十分重要的意义。本文对InSAR高程测量原理进行简要概述,提出获取DEM的相关技术流程,并分析了利用星载InSAR技术获取DEM的误差来源。     

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.     

Urban DEM generation,analysis and enhancements using TanDEM-X

This paper analyzes the potential of the TanDEM-X mission for the generation of urban Digital Elevation Models (DEMs). The high resolution of the sensors and the absence of temporal decorrelation are exploited. The interferometric chain and the problems encountered for correct mapping of urban areas are analyzed first. The operational Integrated TanDEM-X Processor (ITP) algorithms are taken as reference. The ITP main product is called the raw DEM. Whereas the ITP coregistration stage is demonstrated to be robust enough, large improvements in the raw DEM such as fewer percentages of phase unwrapping errors, can be obtained by using adaptive fringe filters instead of the conventional ones in the interferogram generation stage. The shape of the raw DEM in the layover area is also shown and determined to be regular for buildings with vertical walls. Generally, in the presence of layover, the raw DEM exhibits a height ramp, resulting in a height underestimation for the affected structure. Examples provided confirm the theoretical background. The focus is centered on high resolution DEMs produced using spotlight acquisitions. In particular, a raw DEM over Berlin (Germany) with a 2.5 m raster is generated and validated. For this purpose, ITP is modified in its interferogram generation stage by adopting the Intensity Driven Adaptive Neighbourhood (IDAN) algorithm. The height Root Mean Square Error (RMSE) between the raw DEM and a reference is about 8 m for the two classes defining the urban DEM: structures and non-structures. The result can be further improved for the structure class using a DEM generated with Persistent Scatterer Interferometry. A DEM fusion is thus proposed and a drop of about 20% in the RMSE is reported.     

基于低精度DEM的InSAR相位解缠方法

针对干涉图条纹密集,残差点较多,相位解缠困难甚至出现错误的情况,提出了借助低精度DEM降低条纹率,提高相位解缠精度的办法。采用Envisat ASAR数据验证了提出方法的有效性。     

Qualitative and quantitative assessment of TanDEM-X DEM over western Himalayan glaciated terrain

Glaciers have a high impact in the socio-economic sectors including water supply, energy production, flood and avalanches. A high precision digital elevation model (DEM) is required to monitor glaciers and to study various glacier processes. The present study deals with the qualitative and quantitative evaluation of the DEM generated from the bistatic TanDEM-X data by comparing it with GPS, Ice, Cloud, and land Elevation Satellite (ICESat) data and standard global DEMs such as Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) and Advanced Space-borne Thermal Emission and Reflection Radiometer Global DEM (ASTER GDEM). The study area consists of highly undulating glaciated terrain in western Himalaya, India. The results reveal that TanDEM-X is slightly better than SRTM both qualitatively and quantitatively, whereas ASTER GDEM showing maximum discrepancy among the three DEMs. The Root Mean Square Error (RMSE) of the TanDEM-X DEM with respect to GPS is 3.5 m at lower relief and 11.9 m at glaciated terrain, against 6.7 and 12.5 m for SRTM and 9.3 and 19.8 m for ASTER GDEM, respectively, for the same sites. On an average, for the whole study area, the RMSE of TanDEM-X is 7.9 m, SRTM is 9.3 m and ASTER GDM is 14.2 m. The RMSE of TanDEM-X, SRTM and ASTER GDEM with respect to ICESat are 16.3, 19.9 and 101.1 m, respectively. It is evident from the analysis that though SRTM is closer to TanDEM-X in terms of accuracy in the mountainous terrain, however, TanDEM-X will be more useful for studying glacier dynamics and topography.     

InSAR技术基本原理及其数据处理流程

合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)是近20年发展起来的一种先进的极具发展潜力的空间观测技术,介绍了干涉测量技术的基本原理和获取DEM的数据处理过程,并简单介绍合成孔径雷达的发展及其在各方面的应用。     

使用ERS-1/2干涉测量SAR数据生成DEM

干涉合成孔径雷达（ＩＮＳＡＲ）数据已被证明能生产精确的数据高程模型（ＤＥＭ），我们已开发了从单视ＳＡＲ复影像数据自动生成数字高程模型的新软件，基于ＳＡＲ多视强度影像的最小二乘曩像匹配被用于复影像对的配准，达到很高的配准精度（０．０１～０．０５像元精度）。一种新的计算目标点３维坐标（Ｘ，Ｙ，Ｚ）的方程还被提出，卫星轨道，姿态和基线参数以及相位常数被纳入在方程中并被表示了时间的线性函数，利用至少６个地面控制点能够同时估算这些参数，本文还给出了意大利埃特地区ＥＲＳ－１／２ＳＡＲ数据处理结果。     

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。     

A case study of using external DEM in InSAR DEM generation

Synthetic aperture radar interferometry (InSAR) has been used as an innovative technique for digital elevation model (DEM) and topographic map generation. In this paper, external DEMs are used for InSAR DEM generation to reduce the errors in data processing. The DEMs generated from repeat-pass InSAR are compared. For steep slopes and severe changes in topography, phase unwrapping quality can be improved by subtracting the phase calculated from an external DEM. It is affirmative that the absolute height accuracy of the InSAR DEM is improved by using external DEM. The data processing was undertaken without the use of ground control points and other manual operation.     

星载SAR干涉测量生成DEM的软件研制

介绍了SAR干涉测量生成DEM的软件的设计思想和开发过程中涉及到的主要技术,给出了使用该软件生成德国波恩地区的DEM的过程及相应的评价.     

ArcGIS支持下的海岸带DEM构建与精度评估分析

以福建九龙江口海岸带DEM数据构建为实例,介绍了基于ArcGIS软件综合陆域、海域以及海陆交界处干出滩数据,构建海岸带DEM并进行精度评估的方法。精度评估结果显示所构建的数字高程模型是满足国家DEM构建相关标准精度要求,从而为GIS在海岸带资源信息化综合管理中应用提供了技术支撑。