本發(fā)明涉及星載合成孔徑雷達(dá)遙感圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種獲取地面目標(biāo)點(diǎn)高度的方法。

背景技術(shù)：

星載合成孔徑雷達(dá)(英文簡稱SAR，下文都用SAR表示)遙感是通過裝載在衛(wèi)星上的雷達(dá)基于合成孔徑的技術(shù)來獲取地面的高分辨率圖像，由于SAR圖像具有全天時(shí)、全天候的優(yōu)勢(shì)，因此在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防安全都能發(fā)揮了不可替代的作用，目前國內(nèi)外都在大力發(fā)展星載SAR遙感技術(shù)。

星載干涉合成孔徑雷達(dá)(英文簡稱InSAR)通過衛(wèi)星上的SAR天線獲取同一地區(qū)的兩幅SAR圖像數(shù)據(jù)，基于無線電干涉原理，經(jīng)配準(zhǔn)、干涉圖生成與相位濾波、相位解纏等處理就可以獲取地面目標(biāo)點(diǎn)的高度信息，具有精度高的特點(diǎn)，但星載InSAR要求兩幅SAR數(shù)據(jù)具有很好的相干性，因此要求獲取兩幅SAR數(shù)據(jù)的天線位置距離比較近，而且兩幅SAR數(shù)據(jù)的獲取時(shí)間也較短。

星載立體SAR通過星上的SAR天線獲取同一地區(qū)的兩幅SAR圖像，基于立體視覺原理，經(jīng)圖像同名點(diǎn)匹配、高度解算而獲取地面目標(biāo)點(diǎn)的高度值，具有應(yīng)用靈活適應(yīng)性強(qiáng)、且能夠滿足一定的精度要求等特點(diǎn)。但是星載立體SAR為了獲取較高的精度，常常要求獲取兩幅SAR數(shù)據(jù)的天線位置距離比較遠(yuǎn)。

綜合起來，星載干涉SAR和星載立體SAR都是利用了同一地區(qū)的兩幅圖像，而采用了不同的原理來獲得地面目標(biāo)點(diǎn)的高度值。但是實(shí)際應(yīng)用中，為了采用InSAR來獲取較高精度的高度值，要求獲取兩幅SAR數(shù)據(jù)的天線位置相距比較近、時(shí)間相差比較短；而星載立體SAR則要求獲取兩幅SAR數(shù)據(jù)的天線位置相距比較遠(yuǎn)、而對(duì)時(shí)間沒有任何要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種獲得地面目標(biāo)點(diǎn)高度的方法。該方法依據(jù)獲取的同一地區(qū)的兩幅星載SAR圖像數(shù)據(jù)，有效地將InSAR計(jì)算的高度和立體SAR計(jì)算的高度值進(jìn)行組合，解決不同條件下地面目標(biāo)點(diǎn)的高度計(jì)算問題。

(二)技術(shù)方案

本發(fā)明提供一種獲取地面目標(biāo)點(diǎn)高度的方法，包括：

步驟A：獲取兩幅星載合成孔徑雷達(dá)圖像數(shù)據(jù)，采用干涉處理方法得到一目標(biāo)點(diǎn)的高度值H_InSAR；

步驟B：根據(jù)所述兩幅星載合成孔徑雷達(dá)圖像數(shù)據(jù)，采用立體匹配處理得到同一目標(biāo)點(diǎn)的高度值H_StereoSAR；以及

步驟C：利用干涉處理的目標(biāo)點(diǎn)高度值和立體匹配得到的目標(biāo)點(diǎn)高度值進(jìn)行加權(quán)組合計(jì)算，獲得該目標(biāo)點(diǎn)的高度H_{目標(biāo)}。

進(jìn)一步的，在步驟C中，加權(quán)組合計(jì)算的具體公式如下：

如果H_InSAR等于0或者H_StereoSAR等于0，則H_{目標(biāo)}＝max(H_InSAR，H_StereoSAR)；

如果H_InSAR不等于0且H_StereoSAR不等于0，則

其中，H_{目標(biāo)}表示計(jì)算的目標(biāo)點(diǎn)的高度值；max()表示從括號(hào)內(nèi)取其中最大的值；H_InSAR表示步驟A計(jì)算的目標(biāo)點(diǎn)的高度值；H_StereoSAR表示步驟B計(jì)算的目標(biāo)點(diǎn)的高度值；m_x表示SAR圖像的分辨率；λ表示獲取星載合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)所使用的無線電波長。

進(jìn)一步的，步驟A中獲取兩幅星載SAR圖像數(shù)據(jù)時(shí)的天線位置之間的距離不受限制。

進(jìn)一步的，步驟A中獲取兩幅星載圖像數(shù)據(jù)時(shí)的時(shí)間間隔為任意時(shí)間間隔。

進(jìn)一步的，在步驟A中干涉處理方法包括：對(duì)兩幅SAR數(shù)據(jù)配準(zhǔn)、干涉條紋生成與濾波、干涉相位展開和平地效應(yīng)去除過程。

進(jìn)一步的，步驟B中立體匹配處理包括：圖像配準(zhǔn)、同名點(diǎn)提取和立體解算過程。

(三)有益效果

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的獲取地面目標(biāo)點(diǎn)高度方法具有以下有益效果：

(1)根據(jù)同一地區(qū)的兩幅SAR圖像數(shù)據(jù)，有效組合地了InSAR和立體SAR的計(jì)算目標(biāo)高度的各自優(yōu)勢(shì)，可以很好地適應(yīng)各種距離條件下的地面目標(biāo)高度計(jì)算；

(2)計(jì)算地面目標(biāo)點(diǎn)的高度中充分考慮InSAR和立體SAR各自的精度特性，進(jìn)行了加權(quán)組合，較好地兼顧了各自高度計(jì)算值的精度。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例組合InSAR和立體SAR計(jì)算地面目標(biāo)點(diǎn)高度方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。需要說明的是，在附圖或說明書描述中，相似或相同的部分都使用相同的圖號(hào)。

附圖中未繪示或描述的實(shí)現(xiàn)方式，為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所知的形式。另外，雖然本文可提供包含特定值的參數(shù)的示范，但應(yīng)了解，參數(shù)無需確切等于相應(yīng)的值，而是可在可接受的誤差容限或設(shè)計(jì)約束內(nèi)近似于相應(yīng)的值。

星載合成孔徑雷達(dá)在實(shí)際應(yīng)用中總能獲取同一地區(qū)的兩幅SAR圖像數(shù)據(jù)，但是很難單獨(dú)滿足InSAR或立體SAR的距離要求，為此實(shí)際應(yīng)用中可以將星載InSAR和立體SAR有效組合，從而能夠在各種條件下都可以有效計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的高度。

本發(fā)明獲取地面目標(biāo)高度的方法(通過組合InSAR和立體SAR計(jì)算)，充分考慮了星載InSAR和立體SAR的計(jì)算目標(biāo)高度的各自優(yōu)勢(shì)，計(jì)算地面目標(biāo)點(diǎn)的高度中時(shí)也兼顧了各自高度計(jì)算值的精度，從而很好地適應(yīng)星載SAR各種距離條件下的地面目標(biāo)高度計(jì)算。

在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例中，提供了一種組合InSAR和立體SAR計(jì)算地面目標(biāo)點(diǎn)高度的方法。圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例組合InSAR和立體SAR計(jì)算地面目標(biāo)點(diǎn)高度的方法的流程圖。如圖1所示，本實(shí)施例獲取地面目標(biāo)點(diǎn)高度的方法包括：

步驟A：利用兩幅SAR數(shù)據(jù)采用成熟的干涉處理，包括SAR數(shù)據(jù)配準(zhǔn)、干涉條紋生成與濾波、干涉相位展開和平地效應(yīng)去除等過程，得到某個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的高度值H_InSAR。如果利用兩幅SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行干涉處理而不能計(jì)算出該目標(biāo)點(diǎn)的高度值，則該目標(biāo)點(diǎn)的高度值設(shè)為0，即H_InSAR＝0；

在該步驟中，獲取兩幅星載SAR圖像數(shù)據(jù)時(shí)的天線位置之間的距離不受限制，具體是指天線可以在運(yùn)行軌道的任意位置進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的獲取，兩幅圖像獲取時(shí)天線可以位于衛(wèi)星軌道上的任意位置，但兩個(gè)位置不應(yīng)該重合。

另外在該步驟中，獲取兩幅星載圖像數(shù)據(jù)時(shí)的時(shí)間間隔為任意時(shí)間間隔，具體是指天線可以在運(yùn)行過程中的任意時(shí)刻進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的獲取，兩幅圖像獲取可以間隔任意時(shí)間段。

步驟B：利用兩幅SAR數(shù)據(jù)采用成熟的立體匹配處理，包括圖像配準(zhǔn)、同名點(diǎn)提取、立體解算等過程，得到和步驟A相同目標(biāo)點(diǎn)的高度值H_StereoSAR，如果利用兩幅SAR圖像進(jìn)行匹配和立體處理而不能計(jì)算出該目標(biāo)點(diǎn)的高度值，則該目標(biāo)點(diǎn)的高度值也設(shè)為0，即H_StereoSAR＝0；

步驟C：利用干涉處理的目標(biāo)點(diǎn)高度值和立體匹配得到的目標(biāo)點(diǎn)高度值進(jìn)行組合計(jì)算，完成該目標(biāo)點(diǎn)的高度計(jì)算。計(jì)算的具體公式如下

(1)如果H_InSAR等于0或者H_StereoSAR等于0，則H_{目標(biāo)}＝max(H_InSAR，H_StereoSAR)

(2)如果H_InSAR不等于0且H_StereoSAR不等于0，則

其中，H_{目標(biāo)}表示計(jì)算的目標(biāo)點(diǎn)的高度值；max()表示從括號(hào)內(nèi)取其中最大的值；H_InSAR表示步驟A計(jì)算的目標(biāo)點(diǎn)的高度值；H_StereoSAR表示步驟B計(jì)算的目標(biāo)點(diǎn)的高度值；m_x表示SAR圖像的分辨率，是SAR系統(tǒng)已知的參數(shù)，如0.5m；λ表示獲取SAR數(shù)據(jù)所使用的無線電波長，也是已知的參數(shù)，比如0.19m。

至此，已經(jīng)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述。依據(jù)以上描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)本發(fā)明組合InSAR和立體SAR計(jì)算地面目標(biāo)點(diǎn)高度的方法有了清楚的認(rèn)識(shí)。

此外，上述對(duì)各元件和方法的定義并不僅限于實(shí)施方式中提到的各種具體結(jié)構(gòu)、形狀或方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可對(duì)其進(jìn)行簡單地熟知地替換。

綜上所述，本發(fā)明獲取地面目標(biāo)點(diǎn)高度的方法中會(huì)根據(jù)自動(dòng)根據(jù)同一地區(qū)的兩幅SAR圖像數(shù)據(jù)，有效組合地InSAR和立體SAR所各自計(jì)算的目標(biāo)高度值，并能兼顧InSAR和立體SAR各自的精度特性進(jìn)行加權(quán)，從而可以適應(yīng)星載SAR的各種距離條件下進(jìn)行地面目標(biāo)點(diǎn)高度的計(jì)算。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。