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基于无人机航测的红树林潮滩地貌高程反演

海洋科学进展 2024年第2期42卷 384-399页

作者：梁喜幸戴志军黄鹄王杰黎树式王日明庞文鸿华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200241 北部湾大学钦州市环境生态修复重点实验室广西钦州535011 广西北部湾海洋环境变化与灾害研究重点实验室广西钦州535011

红树林潮滩地貌高程的变化直接影响红树林生长发育。精确快速获取潮滩地貌高程动态变化过程,对实施红树林培育与造林意义重大。然而,受限于潮水涨落、潮滩易陷及红树林区难以深入等因素,红树林潮滩地貌的高程获取成为当前备受关注的难... 详细信息

红树林潮滩地貌高程的变化直接影响红树林生长发育。精确快速获取潮滩地貌高程动态变化过程,对实施红树林培育与造林意义重大。然而,受限于潮水涨落、潮滩易陷及红树林区难以深入等因素,红树林潮滩地貌的高程获取成为当前备受关注的难点。基于此,本文以广西北部湾北部北仑河口为例,利用DJI Phantom 4 RTK无人机对区域进行多高度、多架次航测,以Structure from Motion(SFM)算法为核心反演该区域的红树林潮滩地貌高程,探讨影响高程反演精度的因素,进而拟合出一套误差修正关系式,并以钦江与南流江河口红树林潮滩为应用对象验证该关系式的适用性。结果表明:(1)无人机飞行高度直接影响高程提取精度,其中飞行高度越高,提取的地貌高程误差越大,飞行高度约在110 m时更能兼顾航测用时和高程提取精度;(2)无人机航测提取的潮滩地貌高程值与RTK测量值存在较为显著的垂向平移偏差关系,提取值普遍高于RTK测量值,基于此提出了修正关系式,实现了对不同飞行高度的高程提取值的修正,显著提高了其精度,且关系式有较好的适用性和普适性;(3)植被覆盖度是无人机提取潮滩地貌高程的重要影响因子,植被覆盖度越高,提取精度越低,本研究的修正关系式在光滩区域的修正效果优于植被区域。研究结果可为无人机反演红树林潮滩地貌高程变化过程提供部分理论和技术支撑,对提高无人机反演红树林潮滩地貌高程的效率和精度有一定借鉴意义。

关键词：无人机红树林潮滩高程反演北部湾

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结合深度学习的多通道InSAR高程反演方法

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遥感信息 2023年第5期38卷 89-97页

作者：耿佃强谢先明曾庆宁胡高洋郑展恒广西科技大学电子工程学院广西柳州545006 桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004

针对干涉合成孔径雷达探测技术中的高程反演问题,提出一种结合深度学习的多通道InSAR高程反演方法。该方法通过构建一种多通道特征连接与融合网络(MCFCF Net)来建立多通道干涉图和高程图的直接映射关系。首先,网络采用融合了SE注意力模... 详细信息

针对干涉合成孔径雷达探测技术中的高程反演问题,提出一种结合深度学习的多通道InSAR高程反演方法。该方法通过构建一种多通道特征连接与融合网络(MCFCF Net)来建立多通道干涉图和高程图的直接映射关系。首先,网络采用融合了SE注意力模块的残差单元,在保护干涉图信息完整性的同时提升了对重要通道的关注力;其次,用密集连接的方式实现多通道特征复用,加强了特征图的传播,提高了网络对多幅干涉图信息的融合能力;最后,MCFCF Net为对称结构,有利于获取多通道干涉图间的关联信息并准确还原高程。不同类型地形的多通道InSAR高程反演实验表明了该方法有效性和稳健性。

关键词：干涉合成孔径雷达多通道InSAR 高程反演深度学习 MCFCF Net

基于合成孔径雷达传感器的不规则建筑物高程反演方法的实现

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电子器件 2023年第3期46卷 771-776页

作者：任云晖江海职业技术学院电子信息学院江苏扬州225101

针对城镇化复杂体高层建筑物反演方法的优化问题,提出干涉合成孔径雷达传感器复杂图像对仿真方法,优化多基线高程反演过程。根据干涉合成孔径雷达传感器的几何关系,获取所需要的数字三维高程图,最后与实测数据对比分析,验证此方法的有... 详细信息

针对城镇化复杂体高层建筑物反演方法的优化问题,提出干涉合成孔径雷达传感器复杂图像对仿真方法,优化多基线高程反演过程。根据干涉合成孔径雷达传感器的几何关系,获取所需要的数字三维高程图,最后与实测数据对比分析,验证此方法的有效性。仿真实验与机载N-SAR系统录入城市实测数据进行对比分析,结果表明:仿真结果与复杂体建筑物实际数据相符,验证此仿真方法的准确性与高效性;优化后高程反演结果更优,误差精度达到1 m。

关键词：合成孔径雷达不规则体高层建筑成像仿真方法传感器高程反演

基于DEM辅助后向投影模型的InSAR高程反演方法

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雷达学报（中英文） 2021年第3期10卷 391-401页

作者：胡晓宁汪丙南向茂生王钟斌中国科学院空天信息创新研究院北京100190 中国科学院微波成像技术国家级重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

利用干涉合成孔径雷达(InSAR)技术获取数字高程模型(DEM)时,在地形起伏剧烈区域,干涉条纹十分密集,增加了相位解缠的难度,影响相位展开和高程反演的精度。为了解决该问题,该文提出了一种基于DEM辅助后向投影模型的InSAR高程反演方法。... 详细信息

利用干涉合成孔径雷达(InSAR)技术获取数字高程模型(DEM)时,在地形起伏剧烈区域,干涉条纹十分密集,增加了相位解缠的难度,影响相位展开和高程反演的精度。为了解决该问题,该文提出了一种基于DEM辅助后向投影模型的InSAR高程反演方法。该方法可以在统一的后向投影成像空间中实现成像和InSAR高程反演,并且引入外源DEM作为辅助信息,去除大部分地形相位,有效地降低了干涉条纹的密度,减少了干涉相位的缠绕。此外,该方法在多数情况下可以避免图像配准和相位解缠过程,简化了传统InSAR的处理流程,并且可以实现高精度的高程反演。通过仿真实验和X波段机载双天线InSAR数据的处理验证了该方法的有效性。

关键词：高程反演干涉合成孔径雷达辅助数字高程模型 BP算法合成孔径雷达

面向多基线干涉SAR高程反演的全局最优相干方法

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测绘学报 2015年第11期44卷 1263-1270页

作者：花奋奋赵争王萌萌张继贤黄国满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

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... 详细信息

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。

关键词：多基线干涉SAR 极化最优相干高程反演散射中心

一种InSAR建筑物图像仿真及高程反演方法

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雷达学报（中英文） 2020年第2期9卷 373-385页

作者：王超仇晓兰李芳芳雷斌中国科学院空间信息处理与应用系统技术重点实验室北京100190 中国科学院空天信息创新研究院北京100190 中国科学院大学北京100049

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... 详细信息

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。

关键词：干涉SAR 仿真高程反演相位解缠叠掩

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凸优化InSAR复杂体建筑物高程反演方法

郑州航空工业管理学院学报 2023年第2期41卷 68-73页

作者：周鹏刘伟李鹏飞张文理刘战合阎泽恒王丽莹赵青郑州航空工业管理学院智能工程学院河南郑州450046 福建工程学院材料科学与工程学院福建福州350118

针对城镇化复杂体高层建筑物反演方法的优化问题,构建复杂体建筑InSAR复图像对仿真系统,优化多基线高程反演过程,提高高程反演的准确度。仿真实验与机载N-SAR系统录入城市实测数据进行对比分析,结果表明,仿真结果与复杂体建筑物实际数... 详细信息

针对城镇化复杂体高层建筑物反演方法的优化问题,构建复杂体建筑InSAR复图像对仿真系统,优化多基线高程反演过程,提高高程反演的准确度。仿真实验与机载N-SAR系统录入城市实测数据进行对比分析,结果表明,仿真结果与复杂体建筑物实际数据相符,验证了此仿真方法的准确性与高效性;优化后高程反演结果精确度明显提高,误差精度达到1m,对高层建筑进行更加准确的参数化解析和信息反演以及常态化SAR辐射定标提供了技术支撑。

关键词：凸优化SAR 复杂体高层建筑成像仿真方法干涉相位高程反演

面向多基线干涉SAR高程反演的改进最大似然高程估计方法

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测绘科学 2014年第3期39卷 13-18页

作者：花奋奋张继贤黄国满王萌萌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

多基线干涉SAR以其避开相位解缠、无需控制点等优势得到越来越多的重视。本文介绍了多基线高程反演中最常使用的MLHE算法,分析了该方法的局限性,指出其不适用于真实数据,特别是机载数据;然后将由RD模型和椭球方程组成的严密几何模型引入... 详细信息

多基线干涉SAR以其避开相位解缠、无需控制点等优势得到越来越多的重视。本文介绍了多基线高程反演中最常使用的MLHE算法,分析了该方法的局限性,指出其不适用于真实数据,特别是机载数据;然后将由RD模型和椭球方程组成的严密几何模型引入到MLHE算法中,对算法加以改进。最后利用中国测绘科学研究院的CASMSAR-X系统获取的多基线干涉数据进行实验,获得了良好的效果。

关键词：多基线干涉SAR 高程反演 MLHE 干涉相位

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多基线高精度高程反演研究

多基线高精度高程反演研究

作者：范昕玥电子科技大学

学位级别：硕士

干涉合成孔径雷达测量技术(InSAR),可获得场景目标的高程信息,已成为地形测高的重要途径之一。机载和星载平台是目前常用的InSAR测绘平台,且星载平台成像及反演相较于机载平台更为复杂,本文分别针对机载平台与星载平台的多基线InSAR高... 详细信息

干涉合成孔径雷达测量技术(InSAR),可获得场景目标的高程信息,已成为地形测高的重要途径之一。机载和星载平台是目前常用的InSAR测绘平台,且星载平台成像及反演相较于机载平台更为复杂,本文分别针对机载平台与星载平台的多基线InSAR高程反演技术,研究了高精度的成像算法、解缠算法、几何矫正及高程反演算法来获得场景目标的高程信息。本文具体所做工作及创新如下:(1)提出了基于质量图的多基线优化加权最小二乘相位解缠算法。该算法在多基线最小二乘算法的基础上,将质量图作为先验信息补偿残差点,并设置门限对低质量区域的二阶相位梯度加权来优化解缠算法。加权后算法不仅克服了单基线解缠算法中出现的叠掩效应,而且相比已有的多基线最小二乘算法,所提算法解缠精度有了明显提高,通过仿真和实测干涉相位数据验证了该解缠算法的有效性及优势。(2)构建了曲面后向投影与多基线结合的渐进式高精度高程反演方案,并对地形几何畸变矫正方法进行了优化改进。曲面投影算法具有成像配准和去平地效应一体化的优势,且可灵活的选择参考面易于解缠,本文将其与多基线数据结合,构建了一种渐进式高程反演方法。首先利用短基线数据获取的高程作为初始参考曲面,再依次利用其它不同长度的基线数据进行曲面成像及干涉处理,逐次渐进的获得更高精度的高程重建,通过多基线的InSAR仿真验证了反演精度。另外,雷达斜视会造成反演地形出现倾斜偏移,针对地形矫正后原场景中出现的零点误差值,利用一种类似于噪点检测和中值滤波的方法进行误差补偿处理,得到了更为有效且精度更高的反演地形。(3)提供了星载大测绘带下克服球面效应的高精度高程反演方法。针对星载大场景区域成像时地球球面曲率的影响,本文将目标场景按照地球经纬度非等间隔网格划分进行成像及高程反演,有效解决了星载宽测绘成像时地球曲率对成像质量造成的影响,同时成像过程中还考虑了地球自转速度的影响,并对地表高程变化的场景加入先验DEM信息进行曲面投影成像及干涉处理,仿真结果表明,相比于传统的均匀平面网格划分及投影,本文所提供的方法使星载成像质量提高且获取了较高的高程反演精度。

关键词： InSAR 多基线干涉测量高程反演曲面BP成像相位解缠