机载InSAR数字表面模型数据后处理方法研究

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合成孔径雷达干涉测量技术(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)在地形测绘领域具有大范围、高精度、全天时、全天候等优势,已成为极具发展潜力的空间对地观测新技术之一。然而在实际工程应用中,水体区域的类镜面反射,阴影区域无回波信号,都会影响干涉相位,从而使生成的数字表面模型(Digital Surface Model,DSM)在相应区域呈现杂乱无章的急剧跳变,严重影响DSM质量,因此需要对两者进行修复处理。此外,InSAR测绘获取的高程数据是包含了建筑、树木和桥梁等高度的数字表面模型,为了得到数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),需要去除非地表高程信息。  本文围绕机载高分辨率InSAR生成的DSM进行后处理工作,以期解决上述的两个问题。主要研究内容如下:  (1)研究了DSM中水体和阴影的自动提取和区分问题。由于水体和阴影包含完全不同的地形信息需要区别修复,本文提出一种融合机载InSAR数据源自动提取水体和阴影并加以区分的方法,实验表明该方法的识别精度能够满足下一步DSM修复的需要。  (2)研究了不同水体的自动修复方法。根据平静水体和流动水体的特点,实现河流的自动提取;生成河流骨架并优化骨架高程,使修复后的河流高程呈现沿流域下降的地形特点;平静水体利用边缘优化,生成等高的水面高程。  (3)研究阴影区域的修复方法。通过对外源DEM数据的分析,结合InSARDSM中阴影区域大小分别采取数据融合和耦合阴影线的修复方法。修复后的阴影区域作为高程推测区域,能够保持DSM数据的完整性,满足工程应用的需求。  (4)研究机载InSARDSM的滤波方法。在分析DSM数据特点的基础上,融合了SAR图像粗分类结果和相干系数图对基于曲面拟合的DSM滤波方法进行改进。实验表明此方法能够有效地去除非地表高程信息,生产出符合要求的DEM产品。
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