一种基于SAR影像匹配技术的地表形变监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于SAR影像匹配技术的地表形变监测方法，涉及地表形变监测技术领域，包括如下步骤：S1、准备主影像SLC文件和从影像SLC文件；S2、将主影像SLC文件和从影像SLC文件通过基于查找表的配准方法进行配准和重采样，得到配准从影像；S3、将配准从影像与主影像之间通过基于窗口的自动匹配方法搜索同名点，估计主影像和配准从影像之间密集格网点的偏移量，进而计算出同名点之间的偏移量，即地表形变产生的偏移量。本发明专利技术采用一种高效精确的方法去除地形偏移量，在去除轨道偏移部分的同时有效地去除了地形误差，从而了提高地表形变监测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SAR影像匹配技术的地表形变监测方法
本专利技术涉及地表形变监测
，特别涉及一种基于SAR影像匹配技术的地表形变监测方法。
技术介绍
SAR偏移量跟踪技术是采用影像匹配技术为原理，基于窗口的自动匹配方法寻找两幅图像的同名点，根据寻找到的同名点，计算同名点处对应像素之间发生的偏移量，这个偏移量为总的偏移量。总的偏移量中包括轨道偏移量、地形偏移量和噪声偏移量，以及由地表形变导致的偏移量。噪声偏移量一般较小，不考虑。当将轨道偏移量和地形偏移量去除后，剩下的偏移量认为是地表形变。SAR偏移量跟踪技术不用进行干涉测量，不受相位去相关和最大形变梯度的限制，可以做到在大量级地表形变中仍然获取有效形变值。另外，SAR偏移量跟踪技术和D-InSAR技术无需进行相位解缠，避免了相位解缠算法的难题。偏移量跟踪技术一直就是国内外学者的研究热点。早在1999年，Michel等率先通过互相关技术实现SAR影像的高精度配准，并从配准得到的偏移量中获取了Landers地震的地表形变场。之后，国内外学者对该技术的研究便持续不断。在偏移量技术获取形变的研究中，关键问题是如何去除包括轨道在内的其余残差偏移量，值得一提的是，在地形起伏较大的地区，单靠原有的方法不能有效去除地形起伏导致的偏移量误差，早在2002年，Elliott等通过实验表明，设卫星到地面高度为1000米，垂直基线为20米，入射角为45°，当高程每变化1000米时，产生的地形偏移量大约为3厘米。地形偏移量主要表现在斜距方向上。这说明地形起伏造成的形变监测中的误差不能忽略。目前，利用偏移量跟踪获取地表形变的技术研究中，关键问题如何精确地去除轨道和地形误差导致的偏移量，而已有的研究在去除轨道偏移量方面取得了不错的效果，如何高精度地去除地形偏移量是制约该技术的一个主要因素。本专利技术要解决的技术问题是采用一种高效精确的方法去除地形偏移量，从而提高地表形变监测精度。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种基于SAR影像匹配技术的地表形变监测方法，用以解决现有技术中存在的问题。一种基于SAR影像匹配技术的地表形变监测方法，包括如下步骤：S1、准备主影像SLC文件和从影像SLC文件；S2、将主影像SLC文件和从影像SLC文件通过基于查找表的配准方法进行配准和重采样，得到配准从影像；S3、将配准从影像与主影像之间通过基于窗口的自动匹配方法搜索同名点，估计主影像和配准从影像之间密集格网点的偏移量，进而计算出同名点之间的偏移量，即地表形变产生的偏移量。较佳地，所述参考影像SLC文件为地表形变发生前的SAR影像，为参考影像，所述输入影像SLC文件为地表形变发生后的SAR影像，为输入影像。较佳地，在所述步骤S2中，基于查找表的配准方法包括如下步骤：首先，准备主SLC文件，主SLC参数文件，从SLC文件，从SLC参数文件，主从影像经多视处理后的灰度图MLI文件和对应的MLI参数文件，位于参考SLC坐标系下的研究区DEM文件，然后按照以下步骤进行配准：S21、生成初始查找表：根据准备的DEM文件和主从影像多视后的灰度图MLI文件和对应的MLI参数文件，生成主从影像对应的初始查找表；S22、生成配准至从影像的参考影像MLI文件：根据初始查找表，将主影像MLI文件投影至待配准的影像坐标系，得到配准至从影像的主影像MLI文件；S23、初始查找表的优化：将所述步骤S22得到的配准至从影像的主影像MLI文件与从影像MLI文件进行精确配准，得到的偏移量文件用于查找表的优化；S24、生成初始配准文件：根据优化后的查找表，将从SLC文件重采样至主SLC文件，得到初始配准从影像。较佳地，所述主SLC文件为参考SLC文件，所述主SLC参数文件为参考SLC参数文件，所述从SLC文件为待配准SLC文件，所述从SLC参数文件为待配准SLC参数文件，所述主影像MLI文件为参考影像MLI文件。本专利技术有益效果：本专利技术采用一种高效精确的方法去除地形偏移量，在去除轨道偏移部分的同时有效地去除了地形误差，从而了提高地表形变监测精度。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种基于SAR影像匹配技术的地表形变监测方法的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于SAR影像匹配技术的地表形变监测方法的基于窗口的自动匹配方法过程图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于SAR影像匹配技术的地表形变监测方法的密集格网点示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种基于SAR影像匹配技术的地表形变监测方法的汶川地震距离向同震形变图。具体实施方式下面结合专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。参照图1，本专利技术提供了一种基于SAR影像匹配技术的地表形变监测方法，包括如下步骤：S1、准备主影像SLC文件和从影像SLC文件；S2、将主影像SLC文件和从影像SLC文件通过基于查找表的配准方法进行配准和重采样，得到配准从影像；在所述步骤S2中，基于查找表的配准方法包括如下步骤：首先，准备主SLC文件，主SLC参数文件，从SLC文件，从SLC参数文件，主从影像经多视处理后的灰度图MLI文件和对应的MLI参数文件，位于参考SLC坐标系下的研究区DEM文件，然后按照以下步骤进行配准：S21、生成初始查找表：根据准备的DEM文件和主从影像多视后的灰度图MLI文件和对应的MLI参数文件，生成主从影像对应的初始查找表；S22、生成配准至从影像的参考影像MLI文件：根据初始查找表，将主影像MLI文件投影至待配准的影像坐标系，得到配准至从影像的主影像MLI文件；S23、初始查找表的优化：将所述步骤S22得到的配准至从影像的主影像MLI文件与从影像MLI文件进行精确配准，得到的偏移量文件用于查找表的优化；S24、生成初始配准文件：根据优化后的查找表，将从SLC文件重采样至主SLC文件，得到初始配准从影像。所述主SLC文件为参考SLC文件，所述主SLC参数文件为参考SLC参数文件，所述从SLC文件为待配准SLC文件，所述从SLC参数文件为待配准SLC参数文件，所述主影像MLI文件为参考影像MLI文件。S3、将配准从影像与主影像之间通过基于窗口的自动匹配方法搜索同名点，估计主影像和配准从影像之间密集格网点的偏移量，进而计算出同名点之间的偏移量，即地表形变产生的偏移量。所述参考影像SLC文件为地表形变发生前的SAR影像，为参考影像，所述输入影像SLC文件为地表形变发生后的SAR影像，为输入影像。参照图2，基于窗口的自动匹配方法包括如下步骤：首先，在参考影像目标区域内选取一点作为待配准点，并以该点为中心选取一定大小的窗口，称为滑动窗口；然后，根据已知的初始偏移量，对应在从影像上，以待匹配点为中心逐行逐列地移动该滑动窗口，直到用于衡量匹配精度的某相似性测度达到一个最值，此时，滑动窗口在从影像上的中心位置即待匹配点的同名点。上述采用的相似性测度是影像幅度信息相关系数。幅度影像相关系数法配准是采用归一化的相关系数，即仅包含幅度信息的相关系数作为相似测度寻找复影像的同名点，通过SLC强度图互相关最优化的方法确定主从影像的偏移量，幅度相关系数定义如下：其中，σg1g2为主从幅度影像的协方差，σg1g1，σg2g2为各自的方差，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SAR影像匹配技术的地表形变监测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、准备主影像SLC文件和从影像SLC文件；S2、将主影像SLC文件和从影像SLC文件通过基于查找表的配准方法进行配准和重采样，得到配准从影像；S3、将配准从影像与主影像之间通过基于窗口的自动匹配方法搜索同名点，估计主影像和配准从影像之间密集格网点的偏移量，进而计算出同名点之间的偏移量，即地表形变产生的偏移量。

【技术特征摘要】
1.一种基于SAR影像匹配技术的地表形变监测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、准备主影像SLC文件和从影像SLC文件；S2、将主影像SLC文件和从影像SLC文件通过基于查找表的配准方法进行配准和重采样，得到配准从影像；S3、将配准从影像与主影像之间通过基于窗口的自动匹配方法搜索同名点，估计主影像和配准从影像之间密集格网点的偏移量，进而计算出同名点之间的偏移量，即地表形变产生的偏移量。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考影像SLC文件为地表形变发生前的SAR影像，为参考影像，所述输入影像SLC文件为地表形变发生后的SAR影像，为输入影像。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，基于查找表的配准方法包括如下步骤：首先，准备主SLC文件，主SLC参数文件，从SLC文件，从SLC参数文件，主从影像经多视处理后的灰度图MLI文件和对应的MLI参数文件，位于参考SLC坐标系...

【专利技术属性】
技术研发人员：何宽，董晓燕，郭伟，
申请(专利权)人：黄河水利职业技术学院，
类型：发明
国别省市：河南,41