基于DEM引导的InSAR相位解缠技术研究

摘要

干涉合成孔径雷达（InterferometricSyntheticApertureRadar，InSAR）以其全天时、全天候、高精度、大区域的技术优势，广泛用于地形测绘、灾害监测等重要领域。相位解缠是InSAR处理流程中的重要步骤，解缠结果的精确性直接决定获取数字高程模型（DigitalElevationModel，DEM）的精度。本文针对复杂山区中严重的相位失相关和相位噪声问题，分析由地表起伏较大产生的几何畸变现象（透视收缩、阴影、叠掩等），提出基于航天飞机雷达地形测绘任务（ShuttleRadarTopograpyMission，SRTM）获取的DEM进行质量引导相位解缠算法。利用现有SRTM获取的DEM数据作为复杂山区的先验信息，增加干涉相位质量图的信息维度，实现相位解缠精度的提高。主要工作与创新点如下：　　（1）提出面向简单地形的相位解缠算法。通过对比分析传统相位解缠方法中基于路径跟踪与最小范数的相位解算法的优缺点，利用基于最小二乘法相位解缠方法对质量引导法获取的解缠结果进行再解缠，从而获取最终解缠结果。通过对模拟的低噪声干涉相位进行相位解缠，表明该算法能有效改善高低质量区域间的相位一致性，提高相位解缠整体精度。　　（2）提出面向复杂地形的相位解缠算法。针对复杂山区中严重的相位失相关和相位噪声问题，利用SAR成像方向及SRTMDEM数据提出距离向坡度概念，划分研究区域干涉相位质量高低；在高质量区域利用综合地形特征和干涉相位特征的距离向坡度质量图，引导完成相位解缠；在低质量区域利用SRTMDEM及由InSAR成像几何条件提出绝对相位补偿模型，进行绝对相位补偿。通过对模拟数据和真实数据进行实验，结果表明，该算法能有效提高复杂山区背景下的相位解缠精度。

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