星载InSAR技术在地质灾害监测领域的应用

近年来,星载InSAR技术在地质灾害监测领域显示出越来越大的应用潜力。该文首先介绍了InSAR形变监测的原理;然后系统性回顾了InSAR技术的发展,分析了差分InSAR、时序InSAR等方法的技术特点和适用范围;进而从地质灾害监测应用的角度分析了InSAR技术在地震、滑坡、水利工程、地面沉降等领域的应用现状和发展趋势;最后总结了当前地灾监测应用中InSAR技术在大气效应校正、复杂地区形变信息获取、多维形变信息获取中的关键问题,以期服务于地质灾害动态监测与防治工作。从当前InSAR技术在地质灾害监测的应用来看,该技术正处在广泛的业务应用阶段,随着未来星载SAR卫星系统的发展和行业的驱动,必将发展成为一项成熟的高精度对地观测技术,对地质灾害监测产生巨大的影响。      

一种InSAR建筑物图像仿真及高程反演方法

城市建筑区域叠掩、阴影严重,图像理解困难且干涉相位变化复杂紊乱,一直是InSAR处理的困难区域。SAR图像仿真能为图像理解和处理方法研究提供数据支撑,然而现有建筑区域SAR图像仿真方法大多无法获得具有相干性的干涉SAR图像对。该文提出了一种面向建筑区域的干涉SAR复图像对仿真方法,能够获得建筑的复数图像对、干涉相位图以及叠掩成分数目等信息,为城区干涉SAR处理及信息提取研究提供仿真数据支撑。同时,基于仿真中对相位变化规律的分析,提出叠掩区相位解缠时的基准确定方法,解决传统解缠方法面临的叠掩区域干涉相位不连续问题,进而反演建筑高程信息。最后,通过建模仿真结果与实际SAR图像和干涉相位的对比,验证了仿真方法的正确性,并对仿真及实际干涉相位进行解缠和高程反演处理,验证了该文高程反演方法的有效性。      

基于相关系数加权观测矢量的InSAR干涉相位估计方法

 提出了一种基于相关系数加权观测矢量的InSAR干涉相位估计方法.该方法采用联合单像素模型,构造相关系数加权观测矢量,同时利用相邻像素的信息,因此具有自适应图像配准和降低相位噪声功能,因而可以在SAR图像配准精度很差(可以允许达到一个分辨单元)的条件下准确地估计相应像素间的干涉相位.仿真数据的处理结果证明了此方法的有效性.     

机载双天线高低频InSAR系统设计

介绍了机载干涉合成孔径雷达（InSAR）测高原理,建立了机载InSAR系统模型并推导回波信号接收和处理流程所涉及的公式,剖析机载InSAR系统测高的全部误差源。对比高、低频段刚性基线和非刚性基线两种配置情况下机载InSAR系统测高误差来源的异同。在满足一定分辨率和测高精度的要求下,优选系统的基线形式和长度,通过计算分析了各种误差源对测高精度的影响。最后,计算了成像信噪比、测高灵敏度和高程精度等指标,其结论可以作为机载InSAR系统设计的有益参考。     

Noise Reduction for InSAR Phase Images Using BM3D

This paper extends the application of Block-matching （BM） and 3D transform-domain collabo- rative filtering （BM3D） to the noise reduction in Interfer- ometric synthetic aperture radar （InSAR） phase imagery, and proposes a denoising algorithm which can effectively remove noise and preserve fringes. Since the noise level estimated by a median estimator is not always optimal for proposed algorithm in wavelet domain, a method of calcu- lating optimal noise standard deviation is also developed. The proposed algorithm is efficient and robust. Experi- mental results show that the visual quality and evaluation indexes of proposed algorithm outperform other filters for both simulated and real InSAR images.     

Interferogram noise reduction algorithm base on maximum A Posteriori estimate

Interferogram noise reduction is a very important processing step in Interferometric Synthetic Aperture Radar （InSAR） technique. The most difficulty for this step is to remove the noises and preserve the fringes simultaneously. To solve the dilemma, a new interferogram noise reduction algorithm based on the Maximum A Posteriori （MAP） estimate is introduced in this paper. The algorithm is solved under the Total Generalized Variation （TGV） minimization assumption, which exploits the phase characteristics up to the second order differentiation. The ideal noise-free phase consisting of piecewise smooth areas is involved in this assumption, which is coincident with the natural terrain. In order to overcome the phase wraparound effect, complex plane filter is utilized in this algorithm. The simulation and real data experiments show the algorithm can reduce the noises effectively and meanwhile preserve the interferogram fringes very well.     

一种高分辨率多基线InSAR三维层析成像方法

多基线InSAR(Muti-baseline InSAR)可以进行三维层析成像,用于地面遥感与地下地质情况分析。受限于实际系统,多基线InSAR的基线数目非常少,使用传统方法成像时分辨率很低。为提高高度维分辨率,文中建立了多基线InSAR成像的阵列信号处理模型,将阵列信号处理中的MUSIC算法应用到多基线InSAR的高度维成像中,进行数字仿真实验,仿真结果表明,文中的方案能提高多基线InSAR高度维的分辨率,获得较低的旁瓣。     

一种改进的InSAR干涉图滤波算法

首先介绍了自适应矢量均值滤波算法的基本原理,接着对该算法提出改进性研究,并利用Microsoft Visual C＋＋编程予以实现,最后将该算法用于实际合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR,Synthetic Aperture Radar Interferometry）的干涉图像,通过采用滤波评价指标,得出无论干涉图像中的条纹粗细与否,该算法在保持图像边缘的基础上对图像噪声均具有较好的抑制能力。实验结果表明对于处理含噪声较多的InSAR干涉图像,该算法相对容易实现。     

Maximum likelihood estimation for InSAR image co-registration

This paper presents a closed-form robust phase correlation based algorithm for performing image registration to subpixel accuracy. The subpixel translational shift information is directly ob- tained from the phase of the normalized cross power spectrum by using Maximum Likelihood Esti- mation （MLE）. The proposed algorithm also has slighter time complexity. Experimental results show that the proposed algorithm yields superior registration precision on the Cram@r-Rao Bound （CRB） in the presence of aliasing and noise.     

可靠性排序在InSAR相位展开中的应用

提出一种基于可靠性排序的相位展开算法。这种算法的关键是选择相干图来标识相位数据的可靠性,相位展开的路径由相干图导向。阐述了可靠性排序测量的基本原理,讨论了算法设计和流程图,针对干涉合成孔径雷达(InSAR)获得的数据进行了相位展开处理,得出了较为理想的结果。实验表明,相位展开的路径总是沿着具有较高可靠性的像素到较低可靠性的像素．所以在最坏的情况下误差也被限制在局部最小区域。