一种结合最优相干运算的极化干涉SAR相干配准方法_齐海宁
一种子视相干优化的极化 SAR 船只检测方法
一种子视相干优化的极化 SAR 船只检测方法陈曦;钟雪莲;吴涛【期刊名称】《遥感信息》【年(卷),期】2016(031)004【摘要】Aimming at the shortage problem of ship detection ability with traditional single-polarimetric SAR data,this paper proposed a sub-aperture coherence method for the enhancement of ship detection using full polarimetric SAR data.Based on the SAR sub-look coherent analysis of ship and ocean clutter,three optimal non-normalized coherences can be obtained by tuning the polarization status using the full polarimetric SAR data.And then,an optimal coherence product was defined with these coherences to preserve the intensity and phase information of the coherent target and greatly improve the contrast between the target and the clutter.The airborne polarimetric SAR data was applied to evaluate the method proposed in this paper.The experimental results show that this method can make full use of the polarization characteristics of target and the coherence information,and realize the ship detection performance improvement by greatly enhancing the contrast between ships and ocean clutter.%针对传统单极化 SAR 船只检测能力不足的问题，提出了一种基于极化SAR 图像子视相干的方法来检测船只。
基于极化干涉SAR植被高度提取算法分析
基于极化干涉SAR植被高度提取算法分析曹淑敏;王志伟;肖恭伟;牛冲【摘要】极化干涉SAR综合了干涉SAR和极化SAR的优点,被广泛应用于植被高度的反演.本文在分析DEM差值法、RVOG地相位法、复相干幅度法以及改进的综合算法基础上,利用黑龙江大兴安岭地区的一对ALOS全极化干涉SAR数据进行实验,对比分析了各算法的反演结果.结果表明:改进的综合算法的树高反演效果总体上优于其他方法,有较高的反演精度,并且能够在一定程度上保证森林树高反演的稳定性.【期刊名称】《全球定位系统》【年(卷),期】2016(041)002【总页数】5页(P96-100)【关键词】极化干涉SAR;植被高度反演;DEM差值法;复相干幅度【作者】曹淑敏;王志伟;肖恭伟;牛冲【作者单位】山东科技大学测绘科学与工程学院,青岛266590;山东科技大学测绘科学与工程学院,青岛266590;山东科技大学测绘科学与工程学院,青岛266590;山东省地质测绘院,济南250001【正文语种】中文【中图分类】TP79合成孔径干涉雷达(InSAR)技术主要用于获取地物的空间垂直结构信息[1],通过该技术可以获取的两个重要参数分别为干涉相位和相干系数。
极化干涉SAR既具有干涉SAR对地表植被散射体的空间分布和高度分布敏感的特性,又具有极化SAR对植被散射体的形状和方向敏感的特性[2]。
它能够准确提取地表植被垂直结构和散射特性,并能获得准确的植被高度三维成像,因此在地表植被高度提取上得到了广泛应用和深入研究。
在极化干涉SAR植被高度提取算法研究上,Treuhaft等[3-4]于1996年首次提出随机方向性散射模型,开创了对植被高度反演算法研究的先河。
1998年,Cloude等[5]提出极化干涉理论,利用干涉优化产生的不同散射机理对应的干涉图进行差分干涉,首次利用POL-INSAR技术测得森林高度。
2001年,Yamada等提出利用ESPRIT算法实现地表相位中心和植被相位中心分离,从而估计出植被的高度[6-7]。
一种结合最优相干运算的极化干涉SAR相干配准方法
一种结合最优相干运算的极化干涉SAR相干配准方法
齐海宁;洪峻
【期刊名称】《遥感技术与应用》
【年(卷),期】2004(19)6
【摘要】针对丰富植被地区散射中心高度差去相关的问题,提出了一种结合最优相干运算的Pol-In-SAR相干配准方法,讨论了Pol-InSAR复图像配准过程中需要考虑的几个关键问题,并以天山地区SIR-C/SLC复图像的配准结果证明了方法的有效性。
【总页数】5页(P512-516)
【关键词】Pol—InSAR;配准;相干最优
【作者】齐海宁;洪峻
【作者单位】中国科学院电子学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TP75
【相关文献】
1.联合干涉相位和相干性幅度的极化干涉SAR最优相干性估计 [J], 龙江平;刘峰;段祝庚
2.基于Fourier-Mellin变换和相干系数法的重复轨道干涉SAR图像配准新方法[J], 石晓进;张云华
3.一种扩展的基于结构检测的最优多视极化SAR相干斑滤波算法 [J], 孙楠;王岩飞;
张冰尘
4.结合相干系数的极化干涉SAR植被高度估计方法研究 [J], 张晓玲;韦顺军;韩迪
5.极化干涉 SAR 相干最优理论及其验证分析 [J], 尚玉双;刘国林;陶秋香
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基于超复数FFT的极化SAR图像匹配方法
基于超复数FFT的极化SAR图像匹配方法马文婷;蔡疆;胡振;吴蔚;张桂林【期刊名称】《指挥信息系统与技术》【年(卷),期】2017(008)004【摘要】极化合成孔径雷达(SAR)图像匹配是修正惯性导航累积误差及提高导航精度的重要手段.针对已有方法在匹配时未充分利用极化信息的问题,提出了一种基于超复数快速傅里叶变换(FFT)的极化SAR图像多通道联合匹配方法.首先,提出了一种基于Pauli分解的极化SAR图像超复数形式,实现了单通道图像处理方法的间接升维;然后,对其进行偶对分解及FFT;最后,通过计算超复数相位相关,获取待匹配极化SAR图像的匹配位置.该方法将多通道极化SAR图像作为三维空间的3个矢量,在匹配时充分利用了极化信息.试验结果表明,即使在极化SAR图像间存在局部差异及包含乘性噪声情况下,该方法仍能获得精确的匹配结果.【总页数】6页(P53-58)【作者】马文婷;蔡疆;胡振;吴蔚;张桂林【作者单位】信息系统工程重点实验室南京210007;信息系统工程重点实验室南京210007;信息系统工程重点实验室南京210007;信息系统工程重点实验室南京210007;信息系统工程重点实验室南京210007【正文语种】中文【中图分类】TN959.21【相关文献】1.基于复数小波能量特征和支持向量机的图像匹配算法 [J], 王俊卿;黄莎白;史泽林2.基于超复数FFT的极化SAR图像匹配方法 [J], 马文婷;蔡疆;胡振;吴蔚;张桂林3.基于PWF的极化SAR图像匹配方法 [J], 马文婷;曲迪;吴蔚;熊朝华;秦洪4.基于PWF的极化SAR图像匹配方法 [J], 马文婷;曲迪;吴蔚;熊朝华;秦洪;5.基于FFT相位相关的图像匹配算法与实现 [J], 朱佳媛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种结合最优相干运算的极化干涉SAR相干配准方法_齐海宁
收稿日期:2004-04-22;修订日期:2004-07-04作者简介:齐海宁(1979-),男,研究生,研究方向为信号与信息处理。
一种结合最优相干运算的极化干涉SAR相干配准方法齐海宁,洪 峻(中国科学院电子学研究所,北京 100080)摘要:针对丰富植被地区散射中心高度差去相关的问题,提出了一种结合最优相干运算的Pol-In-SAR 相干配准方法,讨论了Pol-InSAR 复图像配准过程中需要考虑的几个关键问题,并以天山地区SIR -C /SLC 复图像的配准结果证明了方法的有效性。
关 键 词:Pol -InSAR ;配准;相干最优中图分类号:TP 75 文献标识码:A 文章编号:1004-0323(2004)06-0512-051 引 言极化干涉SAR 技术是雷达遥感研究的前沿之一,是一种将极化和干涉雷达技术集成为一体的技术。
它不仅具有干涉雷达对空间分布和高程的敏感性,而且还具有极化雷达对散射体形状和方向的敏感性〔4〕。
森林地区的地形探测是地形探测应用的难点之一,丰富的植被使得该类地区散射特性非常复杂(包括树冠体散射、树干体散射、地面散射以及二次散射和多次散射等),这也造成了散射中心的不确定,从而导致了非常可观的去相关,我们称之为散射中心高度差去相关。
由于干涉结果对两幅图像相关性的强烈依赖,所以必须尽可能消除这种去相关的影响。
传统的极化干涉SAR 图像配准方法没有有效的消除散射中心高度差去相关的影响,本文针对此类问题,结合传统的极化干涉SAR 图像配准方法,提出了一种结合最优相干运算的极化干涉SAR 相干配准方法。
2 传统极化干涉SAR 相干配准方法极化干涉SAR 测量算法中最常用的配准方法是抽取单通道的极化数据(如:HH)进行相干配准〔4〕。
相干配准方法一般采用基于窗口的自动搜索匹配技术,即是把两幅图像中的一幅作为主图像,另一幅作为辅图像,先在主图像中选定一个局部匹配窗,然后在辅图像中选定一个比匹配窗大的搜索窗,以确保在搜索窗中能够找到一个与匹配窗相匹配的数据窗口。
基于最小二乘估计和小波去噪的ATI-SAR自适应相位校正方法
基于最小二乘估计和小波去噪的ATI-SAR自适应相位校正方
法
张焕胜;祁海明;杨汝良
【期刊名称】《电子与信息学报》
【年(卷),期】2007(29)5
【摘要】ATI-SAR系统要求两个通道的相位特性准确匹配.该文分析了ATI-SAR 系统相位误差的来源,建立了ATI-SAR系统相位误差的数学模型.提出了一种基于最小二乘估计和小波去噪的ATI-SAR自适应相位校正方法,给出了该相位校正方法的处理流程.计算机仿真证明在没有平台速度、偏航角等先验知识的情况下该方法仍可有效补偿ATI-SAR系统的相位误差,而且相位缠绕时,不需进行相位解缠.
【总页数】4页(P1073-1076)
【作者】张焕胜;祁海明;杨汝良
【作者单位】中国科学院电子学研究所,北京,100080;中国科学院研究生院,北京,100039;中国科学院电子学研究所,北京,100080;中国科学院研究生院,北
京,100039;中国科学院电子学研究所,北京,100080
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.52
【相关文献】
1.基于自适应迭代最小二乘的叶片后缘参数估计 [J], 鲍鸿;胡忠;徐维超;曾海涛;周延周
2.基于递推最小二乘法与模糊自适应扩展卡尔曼滤波相结合的车辆状态估计 [J], 汪;魏民祥;赵万忠;张凤娇;严明月
3.基于贝叶斯最大后验估计的局部自适应小波去噪 [J], 侯建华;田金文
4.基于粗差判别的参数优化自适应加权最小二乘支持向量机在PX氧化过程参数估计中的应用 [J], 陶莉莉;钟伟民;罗娜;钱锋
5.基于加权自适应递推最小二乘法与EKF的锂离子电池SOC估计 [J], 王建锋;张照震;李平
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一种新的SAR图像相干斑抑制算法
一种新的SAR图像相干斑抑制算法
张强;张毅
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2010(033)003
【摘要】针对经典局域统计自适应滤波器的窗口大小问题,提出了一种新的用于抑制合成孔径雷达图像相干斑噪声的滤波算法.基于SAR图像的统计特性,窗口大小根据区域特征自动调整,尽可能将窗口调整为包含同一均匀区域,从而在保持细节的同时尽最大可能地抑制斑点噪声.实验结果表明,本算法不仅有效抑制了SAR图像的相干斑,保持图像的边缘细节.而且有着良好的图像视觉效果.
【总页数】4页(P336-339)
【作者】张强;张毅
【作者单位】中国科学院电子学研究所,北京100190;中国科学院研究生院,北京100190;中国科学院电子学研究所,北京100190
【正文语种】中文
【中图分类】TN957.522
【相关文献】
1.一种SAR图像相干斑噪声抑制新算法 [J], 朱磊;水鹏朗;武爱景
2.用一种新的独立分量分析算法实现极化SAR图像相干斑抑制 [J], 田金凤;皮亦鸣
3.一种SAR图像相干斑噪声抑制新算法 [J], 盖文娜;徐慧;梁鑫
4.一种新的SAR图像相干斑抑制算法 [J], 张志禹;张九龙;荣柱;吕延军;黄薇
5.一种新的高分辨率SAR图像相干斑噪声抑制算法 [J], 朱家兵;陶亮;江有名;洪一
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相干配准法
相干配准法
相干配准法是一种常用的极化干涉SAR图像配准方法。
该方法的基本思想是：选取两幅复数图像中的一幅作为主图像，另一幅作为辅图像，先在主图像中选定一个局部匹配窗，然后在辅图像中选定一个比匹配窗大的搜索窗，以确保在搜索窗中能够找到一个与匹配窗相匹配的数据窗口。
通过计算匹配质量指标来确定两个相匹配窗口的中心位置，并计算出相对偏移量，即为局部偏移量。
相干配准方法一般选取两个复数窗口的相关系数作为匹配质量指标，其定义如下：
$C=〈c_1·c^{*}1〉·〈c_2·c^{*}2〉-〈c_1·c^{*}2〉^2$
其中，$c_1$和$c_2$分别表示两个复数窗口的复数数据。
在获得局部偏移量后，可以对辅图像进行插值重采样，以获得最终的配准结果。
在待配准图像对相对形变较小时，可以直接对粗配准结果中的匹配质量窗口进行插值，以获得精配准偏移量，这样可以大大提高精配准的效率。
相干配准方法在极化干涉SAR测量算法中得到了广泛的应用，具有较高的准确性和可靠性。
面向多基线干涉 SAR 高程反演的全局最优相干方法
面向多基线干涉 SAR 高程反演的全局最优相干方法花奋奋;赵争;王萌萌;张继贤;黄国满【摘要】本文针对多基线极化干涉 SAR 数据，提出了面向多基线干涉 SAR 高程反演的全局最优相干方法。
该方法将多景全极化干涉影像联合在一起，构建多基线极化相干矩阵，由多基线最优相干准则指导，求解全局条件下的最优干涉图。
该方法可以有效降低多基线干涉中散射中心不一致对干涉相位影响，从而提高干涉相位的精度和可靠性，并提高最终获取 DEM 的精度。
利用国产 X-SAR 系统和德国 E-SAR 系统获取的多基线全极化数据进行全局最优相干方法试验，利用多基线极化最优相干方法生成全局条件下的最优干涉图，依据多基线高程反演方法计算目标高程，验证了本文提出的方法的有效性。
%A global optimal coherence method for elevation inversion from multi-basel ine polarimetric InSAR data is proposed.The multi-basel ine polarimetric InSAR data used in experiments were obtained by Chinese X-SAR system and Germany’s E-SAR system.Through combining several ful l polarimetric InSAR images,the proposed method constructs the multi-basel ine polarimetric InSAR coherency matrix,and solves the optimal interferograms under global optimal coherence criterion.The optimal interferograms generated by global optimal coherence method were used to calculate the elevation of target with multi-basel ine InSAR elevation inversion method.The proposed method reduces the influence of different scattering centers effectively using multi-basel ine InSAR,which improves the accuracy and rel iabi l ity of the interferometric phase and eventual ly improves the accuracy of DEM.The results verify the val idity of the proposed method.【期刊名称】《测绘学报》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】8页(P1263-1270)【关键词】多基线;干涉 SAR;极化最优相干;高程反演;散射中心【作者】花奋奋;赵争;王萌萌;张继贤;黄国满【作者单位】中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州 221116;中国测绘科学研究院，北京 100830;中国测绘科学研究院，北京 100830;中国测绘科学研究院，北京 100830;中国测绘科学研究院，北京 100830【正文语种】中文【中图分类】P2371 引言单极化干涉SAR处理中，默认配准后的像元具有相同的散射中心，但实际上每个像元所记录的是一个分辨单元内的平均散射信息，因此无法反映某一特定散射中心的实际高度［1］。
一种改进的星载干涉SAR复图像最大频谱配准算法
一种改进的星载干涉SAR复图像最大频谱配准算法
赵志伟;杨汝良;祁海明
【期刊名称】《测绘学报》
【年(卷),期】2008(037)001
【摘要】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.
【总页数】6页(P64-69)
【作者】赵志伟;杨汝良;祁海明
【作者单位】中国科学院电子学研究所,北京,100080;中国科学院研究生院,北京,100039;中国科学院电子学研究所,北京,100080;中国科学院电子学研究所,北京,100080;中国科学院研究生院,北京,100039
【正文语种】中文
【中图分类】TP79
【相关文献】
1.联合实、复相关函数的干涉SAR图像配准方法 [J], 王青松;瞿继双;黄海风;余安喜;董臻
2.一种面向无参考点的顺轨干涉SAR海面复图像配准方法 [J], 孔维亚;种劲松
3.一种适用于SAR图像配准的改进SIFT算法 [J], 迟英朋;刘畅
4.一种联合实、复互相关函数的SAR干涉图像两级配准算法 [J], 谭宏伟;周芳
5.一种改进SIFT的SAR与可见光图像配准算法 [J], 石聪聪;杨学志;董张玉;王守峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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收稿日期:2004-04-22;修订日期:2004-07-04作者简介:齐海宁(1979-),男,研究生,研究方向为信号与信息处理。
一种结合最优相干运算的极化干涉SAR相干配准方法齐海宁,洪 峻(中国科学院电子学研究所,北京 100080)摘要:针对丰富植被地区散射中心高度差去相关的问题,提出了一种结合最优相干运算的Pol-In-SAR 相干配准方法,讨论了Pol-InSAR 复图像配准过程中需要考虑的几个关键问题,并以天山地区SIR -C /SLC 复图像的配准结果证明了方法的有效性。
关 键 词:Pol -InSAR ;配准;相干最优中图分类号:TP 75 文献标识码:A 文章编号:1004-0323(2004)06-0512-051 引 言极化干涉SAR 技术是雷达遥感研究的前沿之一,是一种将极化和干涉雷达技术集成为一体的技术。
它不仅具有干涉雷达对空间分布和高程的敏感性,而且还具有极化雷达对散射体形状和方向的敏感性〔4〕。
森林地区的地形探测是地形探测应用的难点之一,丰富的植被使得该类地区散射特性非常复杂(包括树冠体散射、树干体散射、地面散射以及二次散射和多次散射等),这也造成了散射中心的不确定,从而导致了非常可观的去相关,我们称之为散射中心高度差去相关。
由于干涉结果对两幅图像相关性的强烈依赖,所以必须尽可能消除这种去相关的影响。
传统的极化干涉SAR 图像配准方法没有有效的消除散射中心高度差去相关的影响,本文针对此类问题,结合传统的极化干涉SAR 图像配准方法,提出了一种结合最优相干运算的极化干涉SAR 相干配准方法。
2 传统极化干涉SAR 相干配准方法极化干涉SAR 测量算法中最常用的配准方法是抽取单通道的极化数据(如:HH)进行相干配准〔4〕。
相干配准方法一般采用基于窗口的自动搜索匹配技术,即是把两幅图像中的一幅作为主图像,另一幅作为辅图像,先在主图像中选定一个局部匹配窗,然后在辅图像中选定一个比匹配窗大的搜索窗,以确保在搜索窗中能够找到一个与匹配窗相匹配的数据窗口。
此窗口的确定是通过计算匹配质量指标来进行的。
两个相匹配窗口中心位置之间的相对偏移量就是我们所要找的一个局部偏移量。
相干配准方法一般选取两个复数窗口的相关系数作为匹配质量指标。
定义如下:C =〈c 1・c *2〉û〈c 1・c *1〉・〈c 2・c *2〉û1/2(1)其中:c 1、c 2分别代表两幅图像的复图像,*表示复共轭,〈〉表示数学期望。
C 越大说明两个窗口匹配的越好。
整个配准流程(见图1)分3步进行:粗配准、精配准和插值重采样。
粗配准是在搜索窗内按行列以整像元偏移量计算匹配窗与对应窗之间的匹配质量指标,获得使指标最优的偏移量作为粗配准的匹配结果,精度在一个像素以内。
精配准则是按行列以亚像元搜索来进行,获得使匹配质量指标最优的偏移量即是精配准的匹配结果,精度应在0.01个像元以内。
当待配准图像对相对形变较小时,可以考虑直接对粗配准结果中的匹配质量窗口进行插值,以获得精配准偏移量,这样可以大大提高精配准的效率。
相干配准的第3个步骤是根据精配准结果对辅图像进行插值重采样,以获得最终的配准结果。
第19卷 第6期2004年12月遥 感 技 术 与 应 用REM OT E S ENSING TE CHNOLOGY AND APPLICATIONV ol .19 N o .6D ec .20043 相干最优过程全极化雷达数据包含有HH 、HV 、VV 、VH 4个极化通道。
由极化基础理论可知,通过全极化数据可以得到任意正交极化基下的散射矩阵〔2〕。
由于相干性对于两幅图像的极化方式强烈依赖(Papathanas-siou and M oreira,1996),所以在全极化空间中寻求使相关系数最大化的最优极化状态就成为极化干涉SAR 测量技术所要解决的关键问题。
这就是全局空间相干最优问题。
解决这个问题以Cloude 相干最优算法为代表,简述如下。
全极化雷达测量目标的2×2复散射矩阵[S ]为:[S ]=S HH S HV S V H S VV(2)为方便对干涉相位和相干性的表达,我们采用基于Pauli 矩阵的目标散射矩阵矢量化方法,得到极化散射矢量k -,也称为相干散射矢量。
k -=12[S HH +S VV ,S VV -S HH ,2S HV ]T(3)设用于干涉的两组极化复图像的极化散射矢量分别是k -1和k -2。
为得到矢量干涉表达式,由它们可以组成一个新的矢量k -,其相关矩阵为一个6×6的Hermitian 半正定矩阵,表示为 [T 6]=〈k -・k -*T 〉=〈k -1k -2[k -*T 1 k -*T2]〉=[T 11][812][812]*T [T 22](4)引入两个投影矢量X -1和X -2,形式为:X =cos A ex p(i U )sin A cos B exp(i D )sin A sin B exp(i C )(5)假设X -1和X -2代表两种散射机制,则L -1和L -2代表了对应这两种特定散射机制的散射分量。
L 1=X -*T 1k -1 L 2=X -*T2k -2(6)由此可得出极化干涉的相干系数表示为: C =û〈L 1L *2〉û〈L 1L *1〉〈L 2L *2〉=û〈X -*T1[812]X -2〉û〈X -*T 1[T 11]X -1〉〈X -*T 2[T 22]X -2〉(7)全局相干最优问题就转化为式(7)的极值问题。
采用拉格朗日乘子法求以上极值问题,得lagrangian 函数: L =X -*T1[812]X -2+K 1(X -*T1[T 11]X -1-C 1)+K 2(X -*T2[T 22]X -2-C 2)(8)令偏导数为零,则有:5L 5X -*T 1=[812]X -2+K 1[T 11]X -1=0(9a )5L 5X -*T 2=[812]*T X -1+K *T2[T 22]X -2=0(9b)这可归结为两个3*3的复特征值问题,通常,特征值M =K1K *2[T 22]-1[812]*T [T 11]-1[812]X -2=MX 2(10a )[T 11]-1[812][T 22]-1[812]*T X -1=MX 1(10b )可以证明这两个矩阵都有实的非负特征值。
最大相干系数由下式给出:C max =M max(11)与M max 相应的最佳特征矢量为X -1opt 和X -2opt 。
需要注意的是,由以上关系得到的两个矢量的绝对相位不是唯一确定的,为此要加上如下的限制条件:arg (X -*T1opt X -2opt )=0(12)当X -*T1opt =X -2opt 时自动满足上述条件,否则需要在所得特征矢量上乘一个相位校正因子加以修正。
式(10)中,当T 11和T 22不满秩时便无法计算,一般来说,这种情况是由散射中心个数不足3个引起的,在丰富植被地区,复杂的散射机制也可能造成某些孤立点上的不满秩。
解决这个问题一般有两种方法,一是利用奇异值分解法,二是利用窗口平滑法。
在丰富植被地区后者更加实用,它不仅简单易用,而且平滑只是消除了孤立点上的不满秩,并没有使得该点上散射中心个数真的减少,符合森林地区的实际情况。
本文选择了窗口平滑方法,并实现了窗口大小的自调整,提高了运算效率。
4 结合最优相干过程的相干配准方法本文第二部分叙述的传统相干配准方法没有考虑到散射中心高度差去相关的问题,所以在某些丰富植被地区图像的应用中效果并不是很理想。
针对这个问题,本文对该配准方法作了一些改进。
由于利用最优相干方法求取的最优特征矢量代513第6期 齐海宁等:一种结合最优相干运算的极化干涉SAR 相干配准方法 表着分辨单元内具有最大相关性的散射机制〔5〕,即占主要成分的散射机制,所以,如果先利用最优相干方法将全极化数据转化到最优极化状态(使相关系数最大极化状态)下,就可以从纷繁复杂的散射机制中抽取出占主导地位的散射机制,从而使散射中心得以确定,这样就可以有效的消除散射中心高度差去相关的影响。
根据以上分析,算法改进如下:改进的算法中使用全极化数据,而不是某个极化通道的单极化数据。
选好搜索窗和匹配窗后,进行粗配准的搜索,每一步搜索在求取相关系数之前加入全局最优相干过程,利用两组全极化数据的对应窗口求取最优极化状态下的一对窗口数据,然后对所得窗口数据求相关系数用作匹配质量指标。
粗配准过程得到了N 个C -D 数据窗口(C :相关系数;D 偏移量),精配准过程可直接对这N 个C -D 窗口进行插值以获得精配准偏移量。
精配准精度由插值尺度控制。
这种精配准方法在待配准图像对没有很大相对形变的情况下完全适用,而且还大大节省了运算开支。
获得精配准偏移量后,仍按传统相干配准方法进行多项式拟合,然后利用拟合结果对辅图像组的每个极化通道进行插值重采样。
图2是改进后的算法流程。
5 天山地区SIR -C /SLC 全极化图像配准结果 图3a 为实验所用主图像的全功率图,大小为256*256像素,3b 为辅图像的全功率图,大小为512*512像素。
数据参数见表1。
(a)主图像全功率图 (b)辅图像全功率图图3 实验用图像本文分别利用传统方法和改进方法对上述图像进行了配准。
选择一个人工控制点,进行大尺度搜索(匹配窗32*32,搜索窗200*200)后,按照所得偏移量获得过渡粗配准图像;然后选择均匀分布的36个配514 遥 感 技 术 与 应 用 第19卷表1 天山地区SIR -C /SLC 数据参数简表数据编号4852448526观测地区Tien Sh an ,ChinaTien S han ,China数据类型SINGLE-LOOK COM PLE X SINGL E-LOOK COM PLEX 轨道方向ASCENDING ASCENDING 图像中心纬度(deg )52.188392652.2046471图像中心经度(deg)106.7562256106.8053207雷达载频(GHz ) 1.249(L ) 1.249(L)入射角(deg)23.96723.906传感器指向(deg )63.24763.285方位向分辨率(m) 5.0475030 5.0473661距离向分辨率(m)6.66248186.6624818准位置进行小尺度(匹配窗32*32,搜索窗50*50)搜索,从而获得36个粗配准位置;经过相关窗口插值后获得36个精配准偏移量;以这些精配准偏移量为参数对全图进行二元多项式拟合;再利用拟合结果对辅图像进行插值重采样获得最后的配准结果。
表2为配准参数,图4为利用配准后的图像对求取表2 改进方法Pol -InSAR 图像配准结果简表序号主图像位置相关系数(粗)相关系数(精)列偏移量(pixel )行偏移量(pixel )1(20,106)0.80680.8232144.71139.632(63,149)0.77490.7900144.70139.583(106,63)0.79830.8190144.66139.544(149,235)0.78070.8006144.62139.515(192,20)0.79620.8169144.55139.676(235,192)0.76310.7824144.47139.64(a )改进方法配准结果 (b )原方法配准结果图4 配准结果图的干涉条纹图。