改进的Goldstein相位解缠算法.pdf

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1、第1期矿山测量No．1．MINESURVEYINGFeb．2Ol1!±墨doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2011．01．002改进的Goldstein相位解缠算法宰张会战，独知行，陶秋香，贾光帅(1．内蒙古科技大学矿业工程学院，内蒙古包头014010；‘2．山东科技大学，山东青岛266510)摘要：二维相位解缠是SAR干涉测量的关键和难点，文中通过对Goldstein枝切算法的研究和分析，针对它存在的缺陷，即枝切线容易形成闭合环或贯通干涉图而形成许多无法相位解缠的孤立区域，利用Prim算法改进了枝切线的连接策略，减少了孤立区域，有效地

2、改善了解缠结果。关键词：相位解缠；Goldstein枝切算法孤立区域；Prim算法中图分类号：P237文献标识码：B文章编号：1001—358X(2011)O6—0007—03合成孔径雷达干涉测量(InSAR)是通过双天线有的研究者利用最小生成树原理安置枝切线，计算法或重复轨道法对同一地区的两幅相干SAR图像进速度降低，枝切线长度不是最优‘”。Buck、Hunt-行干涉，从中提取相位差，从而获取高程方向的信ley和Turner利用一种图论算法——匈牙利算法，找息，实现三维测量¨。。干涉是通过两幅相干SAR到了使枝切线总长度最短的偶极子枝切线配置，和图像的复数相

3、乘实现的，然而干涉图像包含的相位其它方法不同，这种方法找到的是最短枝切线的真信息是缠绕相位，即干涉相位值在(一，耵)范围实解(而不是近似解)【l。内，因此必须进行相位解缠，即将干涉相位由相位主不同于Goldstein算法，其它算法都受限于偶极值恢复到真实相位值的过程。相位解缠是干涉数据子枝切线。相比之下Goldstein算法生成的枝切线更处理中的难点和重点。具一般性，它把残差点分区连接枝切线，而不是分成目前的相位解缠方法很多，Goldstein、Zebker和对。在有些例子中，Goldstein枝切线优于偶极子枝Werner提出的经典沿路径积分算法，是最早提出

4、的切线。但是Goldstien枝切算法在搜索残差点生成枝比较成功的相位解缠方法，我们称之为Goldstein枝切线时允许重复搜索，枝切线会形成闭合环或贯通切算法。算法思想是在残差点电荷平衡的条件干涉图，形成不可解缠的孤立区域。·下用枝切线连接附近的残差点，换言之用枝切线把因此本文选择以Goldstein枝切算法作为代表，研究和解决Goldstein枝切线方法中存在的问题。极性相反的残差对连接在一起，或多个残差点对组成的集合连接起来。用枝切线把残差点和图像边界lGoldstein相位解缠算法及存在的问题连接也可以使残差点平衡，枝切线的连接策略应力1．1Golds

5、tein相位解缠算法的原理图使枝切线的总长度最短。Goldstein算法能有效生Goldstein相位解缠算法实际上是基于枝切线和成近似最优(即最短)枝切线，具有占用内存小、计算残差点的最小范数算法，即解缠相位梯度与缠绕速度极快、通常解缠结果正确等优点。相位梯度不一致的数量最小。它的目标函数在最短枝切线的思想下还有其它生成枝切线的善(△咖：，』一)。+三(△，一tf，：J)。：min(1)方法，Huntley通过简单的最邻近算法把符号相反的残差点(偶极子)连在一起，目的在于近似最小化偶a4,和分别为方向的解缠相位梯度和缠绕极子枝切线的总长度。Cusack、Hu

6、ntley和Gold-相位梯度；△(b和△tf，’分别为Y方向的解缠相位梯度和缠绕相位梯度；i，_『分别代表行数和列数。解缠stein研究了几种偶极子枝切线最佳技术，包括两个相位梯度与缠绕相位梯度不一致点的连线称之为枝最邻近点算法、稳定配偶算法和仿真退火算法。切线，Goldstein算法的本质是最短枝切线搜索和连十基金项目：l、内蒙古科技大学创新基金项目《编号：2009NC044)；接。2、辽宁工程技术大学地理空间信息技术与应用实验宣基金资助I编1．2Goldstein算法的枝切线连接策略号：2007004)。’扫描干涉图直至发现一个残差点，以残差点为7第1期

7、矿山测量2011年2月中心安放一个3×3的窗口搜索另一个残差点；如果Goldstein算法用枝切线保证相位解缠结果与路存在，在两个残差点之间安置枝切线。如果残差点径无关，要求积分路径不得穿过枝切线；因此，当枝极性相反，标明枝切线不带电荷，继续搜索另外的残切线形成闭合环或贯通干涉图时，会在解缠相位中差点；如果残差点极性相同，则窗口移动到新发现的形成孤立区域，在孤立区域内缠绕相位不能正确解残差点，继续搜索直至要么极性相反的残差点被找缠。到使得枝切线不带电，要么在不同窗口内找不到新2枝切线连接策略的改进和算例的残差点。后一种情况以步长为2逐渐增大窗口大小，从起始点重

8、复前面的算法。针对上问题我们对枝切线的