基于分塊策略的TS-InSAR大氣相位濾波方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于分塊策略的TS?InSAR大氣相位濾波方法，包括：將原始SAR影像數(shù)據(jù)均分為數(shù)據(jù)塊并統(tǒng)計永久散射點信息；以數(shù)據(jù)塊為中心選取中心數(shù)據(jù)塊組，基于設定的濾波參數(shù)和永久散射點信息，計算中心數(shù)據(jù)塊組的中心濾波值和鄰域濾波值，基于中心濾波值和領域濾波值得到永久散射點的濾波值。本發(fā)明的不需要每個永久散射點都重復計算濾波值，大大提高了濾波效率；精確濾波方法與近似濾波方法相結合，在極大提升速度的同時可以保證很高的精度；對不同濾波半徑和不同的數(shù)據(jù)類型都可以很好適應。
【專利說明】
基于分塊策略的TS-1 nSAR大氣相位濾波方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及干設合成孔徑雷達技術領域，是一種基于分塊策略的TS-InSAR大氣相 位濾波方法。
【背景技術】
[0002] 將合成孔徑雷達技術應用于地表形變監(jiān)測，最早提出的理論是重軌差分干設技 術，然而受制于時間和空間去相干W及不同時刻大氣波動的影響，重軌差分干設技術用于 地表形變監(jiān)測受到很大限制，正是由于運些限制使應用傳統(tǒng)的重軌差分技術的干設合成孔 徑雷達（InSAR)很難達到理想的米級數(shù)字高程模型(DEM)和毫米級形變監(jiān)測，為了解決運些 問題，時間序列干設技術(TS-InSAR)應運而生，其應用有限數(shù)量的相干性較強的相干目標， 也即永久散射體(permanent scattererJS)，運些PS點形成一個"天然"的角反射器網(wǎng)，可 W有效地克服時間和空間去相關W及大氣相位的影響，真正獲取米級數(shù)字高程模型(DEM) 和毫米級地表形變數(shù)據(jù)。同時，由于PS點不受時間和空間去相關的影響，使得SAR影像數(shù)據(jù) 突破了原有的時間和空間基線的限制，可利用的SAR影像數(shù)量大大增加，極大的提升了數(shù)據(jù) 利用率，也為不同SAR影像數(shù)據(jù)的集成提供了條件。而時間序列干設技術的一個關鍵問題就 是從殘余相位中提取由于大氣波動所產(chǎn)生的相位，從而在差分相位中去除運一大氣相位， 獲得高精度的非線性形變相位。
[0003] 目前從殘余差分干設相位中獲取大氣相位的一般方式是相位濾波技術。利用大氣 相位的時域高度不相關，即高頻特性，空域高度自相關，即低頻特性。在時間域高通濾波，空 間域低通濾波，獲取大氣相位。而對于傳統(tǒng)的加權均值空域濾波技術，耗時長，計算量大，隨 著精度要求的提升，時間復雜度將急劇增加，而且存在著大量的冗余運算，圖像尺寸越大， 運算效率越低，運些不可忽略的重要缺點嚴重制約其應用。例如對于一個具有56幅圖像，圖 像尺寸較小，為400(距離向）X 1500(方位向），具有14190個PS點的時間序列來說，傳統(tǒng)不分 塊方法的濾波時間為20s左右。而實際中圖像是W景為單位的，每景圖像的方位向和距離向 采樣點可達到數(shù)萬量級JS點個數(shù)達到幾十萬，使用傳統(tǒng)方法濾波時間達到小時量級甚至 幾天，針對災害預警或天氣狀況預報，遠遠不能達到災害預警和天氣狀況預報的實時性和 精確性要求。
[0004] 總之，現(xiàn)有的相位濾波技術還存在時間復雜度高，運算量大，冗余運算多等缺點， 因此急需要開發(fā)一種針對大批量大場景SAR影像數(shù)據(jù)的快速，高精度，大氣相位濾波技術。

【發(fā)明內容】

[0005] (一)要解決的技術問題
[0006] 為了解決現(xiàn)有技術問題，本發(fā)明提供了一種基于分塊策略的TS-InSAR大氣相位濾 波方法。
[0007] (二)技術方案
[000引本發(fā)明提供了一種基于分塊策略的TS-InSAR大氣相位濾波方法，包括:步驟A:將 原始SAR影像數(shù)據(jù)均分為數(shù)據(jù)塊;步驟B:統(tǒng)計數(shù)據(jù)塊內的永久散射點信息;步驟C: W-數(shù)據(jù) 塊為中屯、選取中屯、數(shù)據(jù)塊組，基于設定的濾波參數(shù)和永久散射點信息，計算所述中屯、數(shù)據(jù) 塊組的中屯、濾波值;步驟D:基于設定的濾波參數(shù)和永久散射點信息，計算W所述數(shù)據(jù)塊為 中屯、的中屯、數(shù)據(jù)塊組的鄰域濾波值;步驟E:對SAR影像內所有數(shù)據(jù)塊執(zhí)行步驟C、D，并將中 屯、濾波值和鄰域濾波值存儲到W每一數(shù)據(jù)塊為中屯、的中屯、數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組；W及步 驟F:基于永久散射點所在的數(shù)據(jù)塊為中屯、的中屯、數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組，由該濾波值數(shù)組 的中屯、濾波值和領域濾波值，得到永久散射點的濾波值。
[0009] (立)有益效果
[0010] 從上述技術方案可W看出，本發(fā)明的基于分塊策略的TS-InSAR大氣相位濾波方法 具有W下有益效果：
[0011] (1)速度快；
[0012] 相對于傳統(tǒng)濾波方法，本方法利用分塊策略，將數(shù)據(jù)塊的中屯、濾波值和鄰域濾波 值在濾波前計算出來，濾波時只需要將二者累加即可，不需要每個永久散射點都重復計算 濾波值，大大提高了濾波效率，速度提升近10倍；
[001引 （2)精度高；
[0014]本發(fā)明針對濾波窗口內的中屯、數(shù)據(jù)塊組，采用精確的濾波方法，為了提升速度，針 對中屯、數(shù)據(jù)塊組對應的鄰域數(shù)據(jù)塊采用近似濾波方法，由于窗口中屯、權重較大，邊緣權重 較小，故鄰域數(shù)據(jù)塊由于近似所產(chǎn)生的誤差非常小，可W忽略，故本發(fā)明在極大提升速度的 同時可W保證很高的精度；
[001引（3)魯捧性好；
[0016] 針對不同濾波半徑都能很好的適應，當濾波半徑小于20(距離向）時，本發(fā)明可W 自適應減小數(shù)據(jù)塊尺寸，保證濾波精度，針對不同的數(shù)據(jù)類型(實數(shù)、復數(shù)），本發(fā)明依然可 W很好適應。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實施例的基于分塊策略的TS-InSAR大氣相位濾波方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，W下結合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。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。附圖中未繪示或描述的實現(xiàn)方式，為所屬技術領域中普通技術人員 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，但應了解，參數(shù)無需確切等 于相應的值，而是可在可接受的誤差容限或設計約束內近似于相應的值。實施例中提到的 方向用語，例如"上"、"下"、"前后"、"左"、"右"等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方 向用語是用來說明并非用來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0019] 本發(fā)明實施例提供了一種基于分塊策略的TS-InSAR大氣相位濾波方法，其具體包 括：
[0020] 步驟A:將原始SAR影像數(shù)據(jù)均分為數(shù)據(jù)塊。利用分塊策略，將數(shù)據(jù)塊的中屯、濾波值 和鄰域濾波值在濾波前計算出來，后續(xù)濾波時只需要將二者累加即可，不需要每個永久散 射點都重復計算濾波值，能夠大大提高濾波效率，實驗表明速度能夠提升近10倍。
[0021 ]步驟A具體包括:對于多幅原始SAR影像數(shù)據(jù)中的每一幅影像數(shù)據(jù)，將該幅影像數(shù) 據(jù)均分為尺寸相同的數(shù)據(jù)塊。
[0022] 對多幅原始SAR影像數(shù)據(jù)，首先根據(jù)原始SAR影像的尺寸，將每幅原始SAR影像數(shù)據(jù) 分成若干尺寸相同的數(shù)據(jù)塊，也即對圖像進行均勻網(wǎng)格劃分，每一網(wǎng)格對應一個數(shù)據(jù)塊，并 對每一數(shù)據(jù)塊編號，編號的順序為由左到右，由上到下。
[0023] 其中，尺寸相同的數(shù)據(jù)塊是指距離向點數(shù)和方位向點數(shù)均相同的數(shù)據(jù)塊。為了保 證足夠的濾波精度，增強方法的魯棒性，數(shù)據(jù)塊的尺寸與后續(xù)選取的濾波半徑成正比;優(yōu)選 地，數(shù)據(jù)塊的大小為距離向7 X方位向35或者距離向6 X方位向30。
[0024] 步驟B:統(tǒng)計數(shù)據(jù)塊內的永久散射點信息。
[0025] 步驟B具體包括:對一數(shù)據(jù)塊進行遍歷，識別永久散射點并統(tǒng)計該數(shù)據(jù)塊的永久散 射點信息，由此得到所有原始SAR影像數(shù)據(jù)的所有數(shù)據(jù)塊的永久散射點信息。
[0026] 優(yōu)選地，對數(shù)據(jù)塊進行遍歷是指逐行遍歷數(shù)據(jù)塊的方位向的點；或者逐列遍歷數(shù) 據(jù)塊的距離向的點。
[0027] 優(yōu)選地，該數(shù)據(jù)塊的永久散射點信息包括該數(shù)據(jù)塊內的永久散射點的數(shù)量、每一 永久散射點的殘余相位值和位置信息。
[0028] 優(yōu)選地，通過相干系數(shù)闊值法、振幅闊值法或相位離差闊值法識別數(shù)據(jù)塊永久散 射點。
[0029] 步驟C: W -數(shù)據(jù)塊為中屯、選取中屯、數(shù)據(jù)塊組，基于設定的濾波參數(shù)和永久散射點 信息，計算中屯、數(shù)據(jù)塊組的中屯、濾波值。
[0030] 步驟C具體包括：
[0031] 子步驟Cl: W該數(shù)據(jù)塊為中屯、的（2X-1) X (2X-1)個數(shù)據(jù)塊組成中屯、數(shù)據(jù)塊組，所 述優(yōu)選2或3,其中，該數(shù)據(jù)塊作為中屯、塊，中屯、數(shù)據(jù)塊組除中屯、塊W外的其他數(shù)據(jù)塊 為周邊塊。
[0032] 子步驟C2:將中屯、塊內的一永久散射點作為濾波半徑為R的濾波窗口的濾波中屯、。
[0033] 其中，該濾波半徑R大于數(shù)據(jù)塊距離向點數(shù)和方位向點數(shù)中的至少一個，使得濾波 窗口涵蓋多個數(shù)據(jù)塊。
[0034] 子步驟C3:計算中屯、塊和周邊塊的所有永久散射點的權重值。
[0035] 其中，永久散射點的權重值與其位置信息有關，即永久散射點和濾波中屯、的距離 與永久散射點的權重值成反比。中屯、塊內第k個永久散射點的權重值為
其中，rk為中屯、塊內第k個永久散射點與濾波中屯、的距離值;第i個周邊塊內第j個永久散射 點的權重值為
庚中，ri, J為第i個周邊塊內第j個永久散射點與濾波中 屯、的距離值;作為濾波中屯、的該永久散射點的權重值為1。
[0036] 子步驟C4:基于中屯、塊和周邊塊的所有永久散射點的權重值和殘余相位值，計算 該永久散射點的中屯、數(shù)據(jù)塊組濾波值。
[0037] 其中，該永久散射點的中屯、塊組濾波值
其中，K為中屯、塊的永久散射點的數(shù)量;Q化)和W (>)，k G[l，2,…，K]，分別為中屯、塊的永久 散射點的殘余相位值和權重值;I為周邊塊的數(shù)量;Ji為第i個周邊塊的永久散射點的數(shù)量； 0(王〇')和巧('，./%1￡[1，2，...，1]〇￡[1，2，...，扣，分別為周邊塊的永久散射點的殘余相 位值和權重值。
[0038] 子步驟巧:對中屯、塊內的每一永久散射點執(zhí)行子步驟C2、C3和C4,得到該中屯、塊內 的所有永久散射點的中屯、數(shù)據(jù)塊組濾波值，作為中屯、數(shù)據(jù)塊組的中屯、濾波值，并存儲至中 屯、數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組中。
[0039] 其中，該中屯、數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組為。(1，1〇，1￡[1，2，...，1^，其中1為中屯、數(shù) 據(jù)塊組的編號，該編號取該中屯、數(shù)據(jù)塊組的中屯、塊的編號，L每景SAR影像所包含的數(shù)據(jù)塊 總數(shù);kG[l，2,…，K]，K為中屯、塊的永久散射點的數(shù)量，當中屯、塊確定后，該濾波值數(shù)組包 含K個濾波值。
[0040] 上述方式利用包括周邊塊的中屯、數(shù)據(jù)塊組計算永久散射點的中屯、數(shù)據(jù)塊組濾波 值，濾波精度高。
[0041 ]在其他實施例中，所述X取1，所述中屯、數(shù)據(jù)塊組僅包括該數(shù)據(jù)塊，不包含周邊塊， 只計算中屯、塊所有永久散射點的權重值，并基于中屯、塊所有永久散射點的權重值和殘余相 位值，計算永久散射點的中屯、數(shù)據(jù)塊組濾波值，并將永久散射點的中屯、數(shù)據(jù)塊組濾波值存 儲至中屯、數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組中，運樣在保證一定濾波精度的同時，降低了算法復雜度、 提高了運算速度。
[0042] 具體如下：
[0043] 子步驟C2:將中屯、塊內的一永久散射點作為濾波半徑為R的濾波窗口的濾波中屯、。
[0044] 其中，該濾波半徑R大于數(shù)據(jù)塊距離向點數(shù)和方位向點數(shù)中的至少一個，使得濾波 窗口涵蓋多個數(shù)據(jù)塊。
[0045] 子步驟C3:計算中屯、塊所有永久散射點的權重值。
[0046] 其中，永久散射點的權重值與其位置信息有關，即永久散射點巧濾掘中屯、的距離 與永久散射點的權重值成反比，中屯、塊內第k個永久散射點的權重值為
其中，rk為中屯、塊內第k個永久散射點與濾波中屯、的距離值，作為濾波中屯、的該永久散射點 的權重值為1。
[0047] 子步驟C4:基于中屯、塊的所有永久散射點的權重值和殘余相位值，計算該永久散 射點的中屯、數(shù)據(jù)塊組濾波值。
[004引其中，該永久散射點的中屯、塊濾波
其中，K為中屯、塊的永久 散射點的數(shù)量;Q化)和口 (>)>kG [1，2,...，K]，分別為中屯、塊的永久散射點的殘余相位值和 權重值。
[0049] 子步驟巧:對中屯、塊內的每一永久散射點執(zhí)行子步驟C2、C3和C4,得到該中屯、塊內 的所有永久散射點的中屯、數(shù)據(jù)塊組濾波值，作為中屯、數(shù)據(jù)塊組的中屯、濾波值，并存儲至中 屯、數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組中。
[0050] 其中，該中屯、數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組為。（1，1〇，1￡[1，2，...，1^，其中1為中屯、塊 的編號，L每景SAR影像所包含的數(shù)據(jù)塊總數(shù);kG[l，2,…，K]，K為中屯、塊的永久散射點的數(shù) 量，當中屯、塊確定后，該濾波值數(shù)組包含K個濾波值。
[0051] 步驟D:基于設定的濾波參數(shù)和永久散射點信息，計算W該數(shù)據(jù)塊為中屯、的中屯、數(shù) 據(jù)塊組的鄰域濾波值。
[0052] 子步驟Dl:將該數(shù)據(jù)塊內的一永久散射點作為濾波半徑為R的濾波窗口的濾波中 屯、，選取該中屯、數(shù)據(jù)塊組的鄰域數(shù)據(jù)塊。
[0053] 優(yōu)選地，濾波窗口的濾波半徑為R，數(shù)據(jù)塊方位向的點數(shù)為Ra,取不小于的最小 Ra 整數(shù)A，數(shù)據(jù)塊距離向的點數(shù)為Rb,取不小于^的最小整數(shù)B，濾波窗口數(shù)據(jù)塊總數(shù)為(2X Rb A) X (2XB)，鄰域數(shù)據(jù)塊為濾波窗口內除去中屯、數(shù)據(jù)塊組外的剩余所有數(shù)據(jù)塊。
[0054] 子步驟D2:再將第n個鄰域數(shù)據(jù)塊的中屯、永久散射點作為濾波中屯、，選取該數(shù)據(jù)塊 內滿足標準的永久散射點作為目標永久散射點。
[0055] 優(yōu)選地，所述滿足標準的永久散射點是指該數(shù)據(jù)塊中與濾波中屯、的距離小于濾波 半徑R的永久散射點。
[0056] 由子步驟Dl和D2可知，對于處于濾波窗口邊界的數(shù)據(jù)塊，即部分永久散射點位于 濾波窗口內、部分永久散射點位于濾波窗口外的數(shù)據(jù)塊，本發(fā)明可W只利用處于濾波半徑 W內的永久散射點進行濾波處理，即W濾波中屯、為參考點，基于濾波半徑準則，精確地確定 邊界數(shù)據(jù)塊內的有用永久散射點，排除無用永久散射點，進一步提高了濾波精確度。
[0057] 子步驟D3:計算目標永久散射點的權重值，基于目標永久散射點的權重值和殘余 相位值得到該數(shù)據(jù)塊的第n個鄰域濾波值。
[0058] 其中，目標永久散射點的權重值與其位置信息有關，即目標永久散射點和濾波中 屯、的距離與目標永久散射點的權重值成反比。第m個目標永久散射點的權重值為 ，其中，rm,n為第m個目標永久散射點與第n個鄰域數(shù)據(jù)塊的濾波中屯、的 距離值。
[0059] 其中，第n個鄰域濾波
J為鄰域數(shù)據(jù)塊的 數(shù)量;me [1，2,...，Mn] ,Mn為第n個鄰域數(shù)據(jù)塊對應的目標永久散射點的數(shù)量;Q(m)為第m個 目標永久散射點的殘余相位值。
[0060] 子步驟D4:對該中屯、數(shù)據(jù)塊組的所有鄰域數(shù)據(jù)塊執(zhí)行子步驟D2和D3，得到該中屯、 數(shù)據(jù)塊組每個鄰域數(shù)據(jù)塊的濾波值，作為中屯、數(shù)據(jù)塊組的鄰域濾波值，并將其存入步驟C中 該中屯、數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組。
[0061 ]其中，該濾波值數(shù)組為F(1，K+n)，1 G [ 1，2，. . .，L]，nG [ 1，2，. . .，N]，L為每景SAR 影像所包含的數(shù)據(jù)塊總數(shù);N為鄰域數(shù)據(jù)塊的總數(shù)。
[0062] 步驟E:對SAR影像內所有數(shù)據(jù)塊執(zhí)行步驟C、D，并將中屯、濾波值和鄰域濾波值存儲 到W每一數(shù)據(jù)塊為中屯、的中屯、數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組。
[0063] 其中，W每一數(shù)據(jù)塊為中屯、的中屯、數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組為F(1，k+n)，1 G [1， 2，...，1^，4￡[1，2，-，，1(]，11￡[1，2，-，，則，其中1^為每景541?所包含的數(shù)據(jù)塊總數(shù);1(為每個 數(shù)據(jù)塊的永久散射點的總數(shù)，N為該數(shù)據(jù)塊鄰域數(shù)據(jù)塊的總數(shù);每一數(shù)據(jù)塊的K和N的可能存 在差異。
[0064] 步驟C及D中，本發(fā)明針對濾波窗口內的中屯、數(shù)據(jù)塊組，采用精確的濾波方法，為了 提升速度，針對中屯、數(shù)據(jù)塊組對應的鄰域數(shù)據(jù)塊采用近似濾波方法，由于窗口中屯、權重較 大，邊緣權重較小，故鄰域數(shù)據(jù)塊由于近似所產(chǎn)生的誤差非常小，可W忽略，故本發(fā)明在極 大提升速度的同時可W保證很高的精度。
[0065] 步驟F:基于永久散射點所在的數(shù)據(jù)塊為中屯、的中屯、數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組，由該 濾波值數(shù)組的中屯、濾波值和領域濾波值，得到該永久散射點的濾波值。
[0066] 其中，永久散射點的濾波值&十&'，即永久散射點的濾波值為該永久散射點所 在的數(shù)據(jù)塊為中屯、的中屯、數(shù)據(jù)塊組的中屯、濾波值和鄰域濾波值之和，其中， ?Sr ::: E V，HGM，…刈，N為中屯、數(shù)據(jù)塊組鄰域數(shù)據(jù)塊總數(shù)，其中，Sn為該永久散射點所 々C.1 在的數(shù)據(jù)塊為中屯、的中屯、數(shù)據(jù)塊組的第n個鄰域濾波值。同時，Sn也是第n個鄰域數(shù)據(jù)塊為 中屯、的中屯、數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組F(L，r+滬）的第Q/，K/+n/)個數(shù)據(jù)值，1/ G [1，2,...， L]為第n個鄰域數(shù)據(jù)塊的編號;n/為該鄰域數(shù)據(jù)塊對應的中屯、塊濾波值存儲編號，此時中屯、 塊看做該鄰域數(shù)據(jù)塊的鄰域數(shù)據(jù)塊;為該鄰域數(shù)據(jù)塊中永久散射點的總數(shù);為該領域 數(shù)據(jù)塊對應的領域數(shù)據(jù)塊總數(shù)。
[0067] 為了更進一步說明本發(fā)明的優(yōu)點，下面W濾波半徑R=25(距離向采樣點數(shù))為例 說明本發(fā)明方法相比于傳統(tǒng)濾波方法在速度上的優(yōu)勢，圖像采用已經(jīng)配準完成的56幅星載 SAR時間序列干設圖像，成像時間為1992年至2002年，每幅像的尺寸為400(距離向）X 1500 (方位向），數(shù)據(jù)塊尺寸為6(距離向）X30(方位向），從下表可見本發(fā)明方法較傳統(tǒng)方法有明 顯優(yōu)勢。
[0068] 親1太失 巧節(jié)決白佑締節(jié)決時巧對比結單（濾狀坐輕W-50)
[0069]
[0070] 從表1可W看出，本發(fā)明提供的濾波方法針對不同濾波半徑都能很好的適應，當濾 波半徑小于20(距離向）時，本發(fā)明可W自適應減小數(shù)據(jù)塊尺寸，保證濾波精度。另外，針對 不同的數(shù)據(jù)類型(實數(shù)、復數(shù)），本發(fā)明依然可W很好適應。
[0071] 至此，已經(jīng)結合附圖對本實施例進行了詳細描述。依據(jù)W上描述，本領域技術人員 應當對本發(fā)明的基于分塊策略的TS-InSAR大氣相位濾波方法有了清楚的認識。
[0072] 需要說明的是，在附圖或說明書正文中，未繪示或描述的實現(xiàn)方式，均為所屬技術 領域中普通技術人員所知的形式，并未進行詳細說明。此外，上述對各元件的定義并不僅限 于實施例中提到的各種方式，本領域普通技術人員可對其進行簡單地更改或替換，例如：
[0073] (1)實施例中提到的方向用語，例如"上"、"下"、"前后"、"左"、"右"等，僅是參 考附圖的方向，并非用來限制本發(fā)明的保護范圍；
[0074] (2)上述實施例可基于設計及可靠度的考慮，彼此混合搭配使用或與其他實施例 混合搭配使用，即不同實施例中的技術特征可W自由組合形成更多的實施例。
[0075] W上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應理解的是，W上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡 在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保 護范圍之內。
【主權項】
1. 一種基于分塊策略的TS-InSAR大氣相位濾波方法，其特征在于，包括： 步驟A:將原始SAR影像數(shù)據(jù)均分為數(shù)據(jù)塊； 步驟B:統(tǒng)計數(shù)據(jù)塊內的永久散射點信息； 步驟C:以一數(shù)據(jù)塊為中心選取中心數(shù)據(jù)塊組，基于設定的濾波參數(shù)和永久散射點信 息，計算所述中心數(shù)據(jù)塊組的中心濾波值； 步驟D:基于設定的濾波參數(shù)和永久散射點信息，計算以所述數(shù)據(jù)塊為中心的中心數(shù)據(jù) 塊組的鄰域濾波值； 步驟E:對SAR影像內所有數(shù)據(jù)塊執(zhí)行步驟C、D，并將中心濾波值和鄰域濾波值存儲到以 每一數(shù)據(jù)塊為中心的中心數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組；以及 步驟F:基于永久散射點所在的數(shù)據(jù)塊為中心的中心數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組，由該濾波 值數(shù)組的中心濾波值和領域濾波值，得到永久散射點的濾波值。2. 如權利要求1所述的TS-InSAR大氣相位濾波方法，其特征在于，所述步驟C具體包括： 子步驟C1:以該數(shù)據(jù)塊為中心的（2X-1)X(2X-1)個數(shù)據(jù)塊組成中心數(shù)據(jù)塊組，該數(shù)據(jù) 塊作為中心塊，中心數(shù)據(jù)塊組除中心塊以外的其他數(shù)據(jù)塊為周邊塊，所述X為自然數(shù)； 子步驟C2:將中心塊內的一永久散射點作為濾波半徑為R的濾波窗口的濾波中心； 子步驟C3:計算中心塊和周邊塊的所有永久散射點的權重值； 子步驟C4:基于中心塊和周邊塊的所有永久散射點的權重值和殘余相位值，計算該永 久散射點的中心數(shù)據(jù)塊組濾波值;以及 子步驟C5:對中心塊內的每一永久散射點執(zhí)行子步驟C2、C3和C4,得到該中心塊內的所 有永久散射點的中心數(shù)據(jù)塊組濾波值，作為該中心數(shù)據(jù)塊組的中心濾波值，并存儲至中心 數(shù)據(jù)塊組的濾波值數(shù)組中。3. 如權利要求2所述的TS-InSAR大氣相位濾波方法，其特征在于，所述子步驟C3具體包括：中心塊內第k個永久散射點的權重值為 $中，rk為中心塊內第k個永 久散射點與濾波中心的距離值；第i 1、;tr」秋Η弟J z丨、永久散射點的權重值為其中，ri, j為第i個周邊塊內第j個永久散射點與濾波中心的距離值。4. 如權利要求3所述的TS-InSAR大氣相位濾波方法，其特征在于，所述子步驟C4具體包 括:該永久散射點的中心塊組濾波值_中，K為中 心塊的永久散射點數(shù)量;Q(k)和c7_(々_jske [1，2,...，K]，分別為中心塊的永久散射點的殘余 相位值和權重值;I為周邊塊的數(shù)量;Ji為第i個周邊塊的永久散射點數(shù)量;Q(i，j)和 i e [ 1，2，...，I ]，j e [ 1，2，...，心]，分別為周邊塊的永久散射點的殘余相位值和權重值。5. 如權利要求4所述的TS-InSAR大氣相位濾波方法，其特征在于，所述步驟D具體包括： 子步驟D1:將該數(shù)據(jù)塊內的一永久散射點作為濾波半徑為R的濾波窗口的濾波中心，選 取該中心數(shù)據(jù)塊組的鄰域數(shù)據(jù)塊； 子步驟D2:再將第η個鄰域數(shù)據(jù)塊的中心永久散射點作為濾波中心，選取該數(shù)據(jù)塊內滿 足標準的永久散射點作為目標永久散射點； 子步驟D3:計算目標永久散射點的權重值，基于目標永久散射點的權重值和殘余相位 值得到該數(shù)據(jù)塊的第η個鄰域濾波值;以及 子步驟D4:對該中心數(shù)據(jù)塊組的所有鄰域數(shù)據(jù)塊執(zhí)行子步驟D2和D3，得到該中心數(shù)據(jù) 塊組每個鄰域數(shù)據(jù)塊的濾波值，作為該中心數(shù)據(jù)塊組的鄰域濾波值，并存儲至中心數(shù)據(jù)塊 組的濾波值數(shù)組中。6. 如權利要求5所述的TS-InSAR大氣相位濾波方法，其特征在于，所述子步驟D3具體包 括:第m個目標永久散射點的權重值為其中，rm, n為第m個目標永久散 射點與第η個鄰域數(shù)據(jù)塊的濾波中心的距離值；第η個鄰域濾波彳]^為鄰域數(shù)據(jù)塊的數(shù)量;m e [1，2,. . .，Mn]，Mn為第η個鄰域數(shù)據(jù)塊對應的目標永久散射點的數(shù)量;Q(m)為第m個目標永久 散射點的殘余相位值。7. 如權利要求6所述的TS-InSAR大氣相位濾波方法，其特征在于，所述步驟F具體包括： 永久散射點的濾波值^ \ ，SQ為該永久散射點所在的數(shù)據(jù)塊為中心的中心數(shù)據(jù)塊組 的中心濾波值，N為中心數(shù)據(jù)塊組鄰域數(shù)據(jù)塊總數(shù)，Sn為該 永久散射點所在的數(shù)據(jù)塊為中心的中心數(shù)據(jù)塊組的第η個鄰域濾波值。8. 如權利要求5所述的TS-InSAR大氣相位濾波方法，其特征在于，所述子步驟D1具體包 括:數(shù)據(jù)塊方位向點數(shù)為Ra，取不小于#的最小整數(shù)A，數(shù)據(jù)塊距離向點數(shù)為Rb，取不小于 Ra ^的最小整數(shù)B，濾波窗口數(shù)據(jù)塊總數(shù)為（2\4)\(2乂8)，鄰域數(shù)據(jù)塊為濾波窗口內除去 Rh 中心數(shù)據(jù)塊組外的剩余所有數(shù)據(jù)塊。9. 如權利要求5所述的TS-InSAR大氣相位濾波方法，其特征在于，子步驟D1具體包括： 所述數(shù)據(jù)塊內滿足標準的永久散射點是指該數(shù)據(jù)塊中與濾波中心的距離小于濾波半 徑R的永久散射點。10. 如權利要求1所述的TS-InSAR大氣相位濾波方法，其特征在于，所述永久散射點信 息包括數(shù)據(jù)塊內的永久散射點的數(shù)量、每一永久散射點的殘余相位值和位置信息。
【文檔編號】G01S13/90GK105954748SQ201610265353
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】張金寶, 呂孝雷, 羅倫, 雷斌, 李緣廷
【申請人】中國科學院電子學研究所, 中國交通通信信息中心