專利名稱：一種人工角反射器在sar影像中的識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)繪技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及人工角反射器在影像中的識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
雖然近年來(lái)，隨著合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)技術(shù)在理論和實(shí)踐方面不斷深入發(fā)展,不僅帶來(lái)了對(duì)地觀測(cè)界又一次飛躍，也為研究地面形變提供了有力的工具。但應(yīng)該指出，至今InSAR技術(shù)成功的實(shí)例局限于地表形變幅度較大、自然環(huán)境合適的地區(qū)。這是因?yàn)镮nSAR技術(shù)的處理過(guò)程中大氣效應(yīng)、地形起伏等很多因素都會(huì)帶來(lái)誤差，且在實(shí)際應(yīng)用中還受到時(shí)間失相關(guān)、空間失相關(guān)的制約。永久散射體(permanent scatterers, PS)干涉測(cè)法將研究對(duì)象集中于相位穩(wěn)定點(diǎn)形成的像元子集，使得受基線和時(shí)間去相干的影響大大減少?；旧先コ藗鹘y(tǒng)InSAR 受時(shí)間空間去相干及大氣效應(yīng)的影響。但PS技術(shù)是借助于那些在長(zhǎng)時(shí)間序列上能夠保持永久穩(wěn)定散射特性的地物點(diǎn)，這些點(diǎn)能夠在SAR強(qiáng)度或相位圖像上識(shí)別出來(lái)，并要達(dá)到一定的分布密度，才能進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)。在建筑物密集的城區(qū)，許多人為建筑物都可以作為單一的PS點(diǎn)在SAR影像中識(shí)別出來(lái)，并達(dá)到一定的分布密度，進(jìn)而利用這些PS點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 在山區(qū)由于居民相對(duì)稀少，建筑物也分布稀疏，并且植被覆蓋較多，季節(jié)性變化差異較大， 因此難以識(shí)別出足夠的PS候選點(diǎn)來(lái)滿足應(yīng)用要求，導(dǎo)致PS分析方法無(wú)法有效地展開(kāi)。人工安置的角反射器(Corner Reflector,CR)能很好地解決這一問(wèn)題，同時(shí)也可以用于PS 點(diǎn)的加密。由于CR大部分是用金屬材料制成且與雷達(dá)波的入射方向保持最佳的夾角，所以其反射強(qiáng)度通常遠(yuǎn)大于周圍物體的反射，可以看作一個(gè)點(diǎn)狀目標(biāo)的人造永久散射體，從而解決了天然PS點(diǎn)稀少的問(wèn)題，進(jìn)一步擴(kuò)大了 PS-InSAR技術(shù)的應(yīng)用區(qū)域。隨著CR技術(shù)在 InSAR技術(shù)中應(yīng)用越來(lái)越廣，影像數(shù)據(jù)拍攝后如何識(shí)別角反射器點(diǎn)尤為重要。而傳統(tǒng)的PS 點(diǎn)提取方法容易造成錯(cuò)判和漏判，提取效果并不理想。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種角反射器在影像中的識(shí)別方法，其有效避免了角反射器的錯(cuò)誤判別，并大大提高了識(shí)別效率。其包括以下步驟。A :計(jì)算數(shù)據(jù)像元相干系數(shù)，并計(jì)算像元在時(shí)間序列上的相干系數(shù)的平均值CC，選取CC彡0. 8為閾值，提取出PS候選點(diǎn)PSl (i, j)。B :計(jì)算出振幅離差指數(shù)Da，算出數(shù)據(jù)的Da值后選取Da ( 0. 25為閾值，提取出PS 候選點(diǎn)PS2(i，j)。(:提??？51(1，」_)與PS2(i，j)的重疊部分，識(shí)別出感興趣的PS點(diǎn)PS(i，j)，即提取同時(shí)滿足CC彡0. 8和Da ( 0. 25的PS候選點(diǎn)。D :結(jié)合CR坐標(biāo)信息，通過(guò)CR周圍的山體、河流和道路等較為明顯的地形特征參照，目視解譯利用排除法精確的確定出CR安置的位置，最終從PS(i. j)中識(shí)別出CR。
本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果本發(fā)明采用的角反射器識(shí)別方法是建立在基于平均相干系數(shù)、振幅離差信息的雙閾值方法提取，即考慮PS點(diǎn)回波信號(hào)的高信噪比特性，又考慮了 PS點(diǎn)的穩(wěn)定性，避免了只強(qiáng)調(diào)PS點(diǎn)某一特性的單一閾值方法存在的不足，盡量減少了 PS點(diǎn)的錯(cuò)判或漏判，從而提高了從PS點(diǎn)中解譯CR的可靠性和準(zhǔn)確度。


圖I為識(shí)別方法流程圖。圖2為相干系數(shù)閾值提取PS候選點(diǎn)PSl (i, j)。圖3為振幅離差閾值提取PS候選點(diǎn)PS2 (i, j)。圖4為雙閾值提取PS點(diǎn)PS (i，j)。圖5為影像中識(shí)別出的角反射器位置圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施流程如圖I所示。(I)計(jì)算多景數(shù)據(jù)每個(gè)像元的相干系數(shù)，然后計(jì)算像元在時(shí)間序列上相干系數(shù)的平均值。嘗試采用不同的閾值進(jìn)行識(shí)別，對(duì)比識(shí)別效果后，確定均值CC ^ 0. 8為閾值，提取出的PS候選點(diǎn)PSl (i，j)如圖2中白色點(diǎn)所示(底圖為強(qiáng)度圖)。(2)計(jì)算出振幅離差指數(shù)。假設(shè)同一地區(qū)n幅SAR影像，對(duì)于第m幅圖像中第(i，j)個(gè)像元，其后向散射強(qiáng)度 Iffl (i，j)等于振幅的平方，表示為。lmn,Jt2。則與(i，j)對(duì)應(yīng)的所有SAR圖像中像元的后向散射強(qiáng)度均值為。^ 。
一IWmL n后向散射強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差可表示為。 r^OQl . .an, ! ^ = J1=- o
^ %H-I則振幅離差指數(shù)為。
I j , i.........I M-4. Da= , ,, = ■1。
界一I算出數(shù)據(jù)的04值，對(duì)比不同Da值為閾值的提取效果后，選取DaS 0.25為閾值，提取出PS候選點(diǎn)PS2(i，j)如圖3中白點(diǎn)所示。(3)提取PSl(i，j)與PS2(i，j)的重疊部分，識(shí)別出感興趣的PS點(diǎn)PS(i，j)，即提取同時(shí)滿足CC彡0. 8和Da ( 0. 25的PS候選點(diǎn)，如圖4白點(diǎn)所示是最終識(shí)別出的PS點(diǎn)PS(i，j)。(4)結(jié)合CR坐標(biāo)信息，通過(guò)安裝CR周圍的山體、河流和道路等較為明顯的地形特征參照，目視解譯利用排除法精確的確定CR安置的位置，最終從PS(i.j)中識(shí)別出CR，如圖 5所示。圖5中的A圖為識(shí)別出來(lái)的CR的總體分布圖，B、C、D圖分別為CR在平均強(qiáng)度圖中的位置詳圖。
權(quán)利要求
1.一種角反射器在影像中的識(shí)別方法，其特征在于采用下述步驟(1)計(jì)算數(shù)據(jù)像元相干系數(shù)，并計(jì)算像元在時(shí)間序列上的相干系數(shù)的平均值Ce，選取 CC彡0. 8為閾值，提取出PS候選點(diǎn)PSl (i, j)；(2)計(jì)算出振幅離差指數(shù)Da，算出數(shù)據(jù)的Da值后選取Da( 0. 25為閾值，提取出PS候選點(diǎn) PS2(i，j)；(3)提取PSl(i, j)與PS2(i，j)的重疊部分，識(shí)別出感興趣的PS點(diǎn)PS (i，j)，即提取同時(shí)滿足CC彡0. 8和Da ( 0. 25的PS候選點(diǎn)，達(dá)到綜合考慮相干系數(shù)和振幅離差兩閾值來(lái)進(jìn)行PS點(diǎn)識(shí)別的目的；(4 )結(jié)合CR坐標(biāo)信息，通過(guò)CR周圍的山體、河流和道路等較為明顯的地形特征參照，目視解譯利用排除法精確的確定出CR安置的位置，最終從PS(i，j)中識(shí)別出CR。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種人工角反射器(CR)在影像中的識(shí)別方法，該方法先基于平均相干系數(shù)、振幅離差信息的雙閾值方法來(lái)提取PS點(diǎn)，即考慮PS點(diǎn)回波信號(hào)的高信噪比特性，又考慮了PS點(diǎn)的穩(wěn)定性，避免了只強(qiáng)調(diào)PS點(diǎn)某一特性的單一閾值方法存在的不足，盡量減少了PS點(diǎn)的錯(cuò)判或漏判，再?gòu)腜S點(diǎn)中找出CR。采用此方法提高了從PS點(diǎn)中辨別出角反射器的效率和準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)G01S13/90GK102608601SQ201210058918
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
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