西部高山地区SAR干涉图相位解缠方法研究

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1、第３０卷第４期大地测量与地球动力学Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．４２０１０年８月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥＯＤＥＳＹＡＮＤＧＥＯＤＹＮＡＭＩＣＳＡｕｇ．，２０１０文章编号：１６７１５９４２（２０１０）０４０１５６０４西部高山地区ＳＡＲ干涉图相位解缠方法研究１，２）１，２）１，２）剧成宇邓喀中范洪冬(１）中国矿业大学江苏省资源环境工程重点实验室，徐州２２１１１６)２）中国矿业大学环境与测绘学院，徐州２２１１１６摘要使用基于路径跟踪、最小二乘和网络流思想的９种方法对西部高山地区ＳＡＲ干涉图进行解缠，通过实验比较分析得出基于不规则网络的最小费用网络流算法是解缠西部高山地区ＳＡＲ干涉图的最优算法。

2、关键词ＩｎＳＡＲ；相位解缠；路径跟踪；最小二乘；网络流中图分类号：Ｐ２２５．１文献标识码：ＡＳＴＵＤＹＯＮＰＨＡＳＥＵＮＷＲＡＰＰＩＮＧＯＦＳＡＲＩＮＴＥＲＦＥＲＯＧＲＡＭＯＶＥＲＭＯＵＮＴＡＩＮＲＥＧＩＯＮＩＮＷＥＳＴＥＲＮＣＨＩＮＡ１，２）１，２）１，２）ＪｕＣｈｅｎｇｙｕ，ＤｅｎｇＫａｚｈｏｎｇａｎｄＦａｎＨｏｎｇｄｏｎｇ(１）ＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１１１６)２）ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＳｐａｔｉａ

3、ｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１１１６ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅＳＮＲｏｆｐａｒｔｏｆｉｎｔｅｒｆｅｒｏｇｒａｍｏｖｅｒｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｔｏｐｏｇｒａｐｈｙｉｎｔｈｅｗｅｓｔｅｒｎＣｈｉｎａｉｓｌｏｗ，ｉｔｍａｋｅｓｕｎｗｒａｐｏｆｗｒａｐｐｅｄｐｈａｓｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔ．ＴｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｏｇｒａｍｓｏｖｅｒｔｈｅｍｏｕｎｔａｉｎｒｅｇｉｏｎｉｎｔｈｅｗｅｓｔｅｒｎＣｈｉｎａｗｉｔｈ９ｍｅｔｈｏｄｓｂａｓｅｄｏｎｐａｔｈｆｏｌｌｏｗｉｎｇ，ｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅａｎｄｎｅｔｗｏｒｋｆ

4、ｌｏｗｗｅｒｅｕｎｗｒａｐｐｅｄ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｍｉｎｉｍｕｍｃｏｓｔｆｌｏｗｉｎｉｒｒｅｇｕｌａｒｎｅｔｗｏｒｋｉｓｏｐｔｉｍａｌｆｏｒｕｎｗｒａｐｐｉｎｇｔｈｅＳＡＲｉｎｔｅｒｆｅｒｏｇｒａｍｏｖｅｒｔｈｅｗｅｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＩｎＳＡＲ；ｐｈａｓｅｕｎｗｒａｐｐｉｎｇ；ｐａｔｈｆｏｌｌｏｗｉｎｇ；ｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅ；ｎｅｔｗｏｒｋｆｌｏｗ并得到最优方法，对提高ＩｎＳＡＲ提取ＤＥＭ的精度１引言有重要意义。两幅ＳＡＲ影像经过精密配准、干涉处理后得到本文以ＩｎＳＡＲ提取西部高山地区Ｄ

5、ＥＭ为例，干涉图，干涉图中的相位值域在（－π，π］范围之使用多种方法对两景西部地区ＳＡＲ图像得到的干内，是真实相位的主值，称为缠绕相位。要得到真实涉图进行相位解缠，通过结果对比，寻求可以应用在相位必须对每个缠绕相位值加上２π的整倍数，这西部高山地区测图中的最优相位解缠方法。种将相位主值恢复为真实相位的过程称为相位解２相位解缠算法缠。相位解缠是ＩｎＳＡＲ数据处理中的关键技术和难点之一，它通常也是ＩｎＳＡＲ产品的主要误差依据Ｎｙｑｕｉｓｔ采样定理，相位解缠能够进行的［１］源。因此对相位解缠方法进行深入研究和比较必要条件是相邻像素间的缠绕相位之差不超过π，收稿日期：２００９１２１２

6、基金项目：矿山空间信息技术国家测绘局重点实验室（河南理工大学，河南省测绘局）开放基金（ＫＬＭ２００９０９）；江苏省普通高校研究生科研创新计划（ＣＸ０８Ｂ＿１１１Ｚ）作者简介：剧成宇，男，１９８５年生，硕士，主要研究方向：雷达干涉测量．Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｕｃｈｅｎｇｙｕｃｕｍｔ＠１６３．ｃｏｍ第４期剧成宇等：西部高山地区ＳＡＲ干涉图相位解缠方法研究１５７在此条件下，相位解缠只需要计算水平方向和垂直基于ＤＣＴ、基于多级网格和预解共轭梯度（ＰＣＧ）方向的相位梯度，然后沿水平方向和垂直方向进行等。积分便可得到各个像素点的真实相位。但在实际情等权最小二乘法在解缠过程中通过残差点，导况中，由于雷

7、达热噪声，数据处理噪声以及基线相干致相位解缠误差传播，影响高质量区域的解缠效果。损失等因素影响，使得相位数据出现不一致的现象，可以对低质量区域像元和高质量区域像元分别设置即在干涉图中出现残差点，从而导致当积分路径不为较小权值和较大权值，以减少低质量区域引起的同时，积分结果也不相同。针对这种情况，过去３０相位解缠误差的影响，从而既保证了算法的稳定性，［５－１０］多年来，国内外学者提出了大量的算法，归纳起来，又减小了误差的传播，称为加权最小二乘法。可以分为３类：基于路径跟