基于地相位优化估计的RVoG三阶段森林冠层高度反演

摘要

极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)估测森林结构参数中,数据受基线长度、信噪比、环境地形以及雷达波长的影响,尤其在复杂森林环境条件下,会导致观测到的复相干存在误差,从而影响最终的反演结果。为解决此问题,首先探讨了体相干选择对RVoG三阶段森林冠层高度反演的影响,以地相位为参考逐像素选择距离地相位最远的相干性作为体相干。其次改进了地相位估计方法,采用戴明回归(DMR)和正交回归(OGR)2种相干直线拟合方法来改进地相位的估计,并在DMR拟合方法中设置了不同的误差比(0.3和0.6)来比较地相位估计方法对RVoG三阶段森林冠层高度反演的影响。研究结果表明:以地相位为参考逐像素选择体相干的反演结果相较于直接使用HV极化通道的复相干γ_(HV)为体相干的反演精度有明显提升,决定系数(R^(2))由0.349增加到0.383,均方误差由7.097 m^(2)降低到5.755 m^(2)。在体相干优化选择的基础上,采用了戴明回归和正交回归对地相位估计方法进行了改进。表明基于最小二乘回归(LSR)地相位估计的RVoG三阶段反演精度最低,采用DMR和OGR进行相干线拟合的反演精度相较于LSR均有一定提升,所有反演结果的决定系数(R^(2))均在0.440左右,均方误差(MSE)均降低了2 m^(2)左右。研究结果说明采用RVoG三阶段方法反演森林冠层高度时,在复相干存在误差的情况下,用传统最小二乘回归(LSR)估计地相位进行高度反演会对结果带来一定误差,通过其他相干直线拟合方法来克服复相干误差的影响能改善最终的森林冠层高度反演结果,以地相位为参考选择体相干的反演方法也更为合理。