InSAR干涉纹图噪声抑制方法研究

摘要

干涉合成孔径雷达(InSAR)三维成像技术具有覆盖面积大、空间分辨率高、高程精度高的优点，并且可以全天时、全天候地工作，是获取三维数字地面高程模型((DEM)的一种有效方法，可以广泛应用于地形测绘、地震和火山监测以及地形沉降检测等领域。 论文在总结了InSAR三维成像技术的发展历史和现状后，分析了InSAR系统的工作原理和影响InSAR系统测量精度的各种因素，给出了系统的数据处理流程。InSAR技术是根据两幅SAR复图像的干涉相位差来获取地面目标的三维信息，因此干涉纹图中的噪声是影响系统测量精度的重要因素之一。为了获得准确的干涉相位差数据，使二维相位解缠能够顺利进行，必须对各种噪声进行有效的抑制，所以有必要对InSAR干涉相位纹图的噪声抑制方法进行研究。 论文在研究InSAR干涉纹图噪声来源、特性和相位的统计特征的基础上，基于实验结果的基础上分析了传统的干涉纹图滤波方法的优缺点。将小波分析引入干涉纹图噪声抑制当中，研究了基于小波变换和圆周期均值/中值的干涉纹图滤波方法，提出了一种基于小波变换和加权圆周期中值的干涉纹图滤波方法。在综合考虑高频系数方向特性和统计特性的基础上，研究了一种基于小波变换和方向中值的干涉纹图滤波方法，该方法在小波变换的基础上，分别对各个方向的高频系数部分检测其是否为对应方向的边缘,对不同的边缘方向用不同的模板平滑后再进行中值滤波处理。 利用德国欧洲空间局（ESA）提供的ERS-1/2串行SAR数据进行了实验，实验结果表明本文所提出的干涉纹图噪声抑制方法不但有效抑制了干涉图中的相位噪声，而且很好地保留了干涉纹图中的边缘细节信息，保证了干涉条纹的平滑连贯，为以后的数据处理和研究工作奠定了基础。