本发明专利技术提供一种湿地水位测量方法、装置、设备及可读存储介质，涉及合成孔径雷达干涉测量技术领域，该方法还包括以下步骤：确定差分干涉纹图的同质像素，基于所述同质像素提取分布式散射体；对提取所述分布式散射体后的差分干涉纹图进行自适应地形滤波，本发明专利技术能够确定精确的散射体点以及更准确地提取水位信息，进而进行更准确地湿地水位测量，获取更加精确的湿地水位变化，保证湿地水文信息提取的精度。保证湿地水文信息提取的精度。保证湿地水文信息提取的精度。
【技术实现步骤摘要】
一种湿地水位测量方法、装置、设备及可读存储介质
[0001]本专利技术涉及合成孔径雷达干涉测量
，尤其涉及一种湿地 水位测量方法、装置、设备及可读存储介质。
技术介绍
[0002]湿地的特殊性和重要性已受到全世界的关注，遥感技术由于其空 间分辨率高、覆盖范围广以及人工经济成本低的优势已经广泛应用于 湿地调查中，相关应用主要集中于湿地识别与分类、湿地资源调查、 湿地资源动态变化调查和湿地植被生物量估测等方面。然而，对于湿 地生态学家，他们更加关心的是水位、水域面积、植被高度和植被盖 度，这些水文参数和植被参数直接影响候鸟栖息地选择的环境。在湿 地生态系统中，湿地水文情势例如水位、水量、淹水频率和淹没时间 等的变化一直是湿地保护中关注的焦点，对湿地生物的分布及湿地土 壤的性质起着主导作用，与湿地植被生长状况共同影响湿地动物的栖 息地环境。光学遥感无法直接解决湿地水位和植被高度测量的问题， 同时植被覆盖会对光学遥感湿地水体识别精度产生极大的影响。雷达 高度计已经用于内陆大型水体例如大型湖泊和亚马逊森林的水位监 测，但是对于小型湖泊或湿地，由于水体面积较小雷达高度计回波会 产生变形，同时周围地形的影响会造成大量的数据丢失。以上问题的 存在，使得光学遥感和雷达高度计等遥感手段无法满足湿地生态学家 对湿地水位和植被高度的需求。
[0003]合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)的后向散射信号 对于地形坡度、表面粗糙度和介电常数等非常敏感，而且能够穿透植 被进而解决光学数据低估水域面积的不足，已经被广泛应用于湿地类 型、湿地情况和溢流的特征定义中。由于SAR不仅测量地面目标反 射回波的幅度，而且记录回波的相位信息，从而使得它在高度反演方 面有独特的优势。干涉测量技术已经广泛地应用于地表形变监测和地 面高程测量，并且在湿地水位监测方面也取得了极大的进展。新型传 感器的发射升空拓展了SAR的应用能力，特别是X频段陆地雷达附 加数字高程模型(TanDEM
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X)双基系统极大降低了时间去相干的影 响，从而使得湿地植被高度反演成为可能。因此，SAR的独特优势 使得它在湿地水文和植被参数反演方面具有巨大的潜力。
[0004]对于湿地系统健康水平评估来说，持续获取长时间的水文监测数 据是十分必要的。永久散射体(Persistent scatterer，PS)技术与小基 线集(Small Baseline Subset，SBAS)技术通过连续的SAR观测来获 取长时间序列地表变形，这两种技术的发展推动了SAR技术应用能 力的明显进步。然而，由于在湿地区域地物目标的严重失相干，在湿 地区域，地表覆盖与城市区域有很大的区别，不存在大量的人工建筑， 主要地物为植被和水面等，主要存在的问题是如何确定精确的散射体 点，同时，传统方法对于水位信息提取精度不够。
[0005]因此，能够确定精确的散射体点以及更准确地提取水位信息的湿 地水位测量方法是目前业界亟待解决的重要课题。
技术实现思路
[0006]本专利技术提供一种湿地水位测量方法、装置、设备及可读存储介质， 用以解决现有技术中师弟地区无法确定精确的散射体点以及对于水 位信息提取精度不够的缺陷，实现更准确地湿地水位测量，获取更加 精确的湿地水位变化。
[0007]本专利技术提供一种湿地水位测量方法，包括以下步骤：
[0008]对待处理的合成孔径雷达影像进行配准及定标，得到配准后的复 合数据；其中，所述复合数据为幅值影像和所述幅值影像对应的相位 信息，所述复合数据为时间序列合成孔径雷达影像，且，所述待处理 的合成孔径雷达影像为湿地区域的影像；
[0009]基于干涉像对的相干性，对所述复合数据进行配对组合，得到所 述复合数据的若干干涉像对，并根据所述干涉像对，生成差分干涉纹 图；
[0010]对所述差分干涉纹图进行相位解缠，得到解缠后的差分干涉纹图；
[0011]基于小基线集技术，获取所述解缠后的差分干涉纹图的水位变化， 所述对所述差分干涉纹图进行相位解缠，得到解缠后的差分干涉纹图 之前，该方法还包括以下步骤：
[0012]确定所述差分干涉纹图的同质像素，基于所述同质像素提取分布 式散射体；
[0013]对提取所述分布式散射体后的所述差分干涉纹图进行自适应地 形滤波。
[0014]根据本专利技术提供的湿地水位测量方法，所述确定所述差分干涉纹 图的同质像素，基于所述同质像素提取分布式散射体，具体包括以下 步骤：
[0015]获取所述差分干涉纹图的每个所述像素在其对应的预设窗口内 的所有像素的连通数，将高于预设连通数的像素作为所述预设窗口内 的所述同质像素；其中，所述像素为其对应的预设窗口的中心点，所 述同质像素在相邻两个所述像素之间的多时相后向散射系数值在统 计检验上的概率分布相同；
[0016]去除与所述中心点不连通的所述同质像素，确定所述中心点对应 的分布式散射体区块；
[0017]获取所述分布式散射体区块的相干性，提取高于第一相干性的所 述分布式散射体区块的所述分布式散射体。
[0018]根据本专利技术提供的湿地水位测量方法，所述获取所述分布式散射 体区块的相干性，提取高于第一相干性的所述分布式散射体区块的所 述分布式散射体之后，该方法还包括以下步骤：
[0019]对所述分布式散射体去除平地相位和地形相位。
[0020]根据本专利技术提供的湿地水位测量方法，所述基于小基线集技术， 获取所述解缠后的差分干涉纹图的水位变化，具体包括以下步骤：
[0021]通过所述分布式散射体构建线性模型；
[0022]基于L1范数最小化算法、L2范数最小化算法和最优干涉网络， 获取所述线性模型的相对水位变化；
[0023]基于L1范数最小化算法，对所述相对水位变化进行积分，得到 相对水位序列；
[0024]比较所述相对水位序列与参考水位观测数据，获取水位绝对值的 线性偏移量；
[0025]去除所述相对水位序列中的所述线性偏移量，得到绝对水位序列。
[0026]根据本专利技术提供的湿地水位测量方法，所述基于L1范数最小化 算法，对所述相对水位变化进行积分，得到相对水位序列步骤中，去 除地形误差、大气噪声和轨道误差；其
中，所述大气噪声利用数值天 气预报得到。
[0027]根据本专利技术提供的湿地水位测量方法，所述基于干涉像对的相干 性，对所述复合数据进行配对组合，得到所述复合数据的若干干涉像 对，并根据所述干涉像对，生成差分干涉纹图，具体包括以下步骤：
[0028]选取高于第二相干性的所述干涉像对作为所述复合数据的所述 干涉像对，对所述复合数据进行配对组合，得到所述复合数据的若干 所述干涉像对；
[0029]基于最小生成树方法，构建基础干涉网络；
[0030]将所述复合数据的若干所述干涉像对加入至所述基础干涉网络 中，得到所述最优干涉网络；
[0031]根据所述复合数据的若干所述干涉像对，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种湿地水位测量方法，包括以下步骤：对待处理的合成孔径雷达影像进行配准及定标，得到配准后的复合数据；其中，所述复合数据为幅值影像和所述幅值影像对应的相位信息，所述复合数据为时间序列合成孔径雷达影像，且，所述待处理的合成孔径雷达影像为湿地区域的影像；基于干涉像对的相干性，对所述复合数据进行配对组合，得到所述复合数据的若干干涉像对，并根据所述干涉像对，生成差分干涉纹图；对所述差分干涉纹图进行相位解缠，得到解缠后的差分干涉纹图；基于小基线集技术，获取所述解缠后的差分干涉纹图的水位变化，其特征在于，所述对所述差分干涉纹图进行相位解缠，得到解缠后的差分干涉纹图之前，该方法还包括以下步骤：确定所述差分干涉纹图的同质像素，基于所述同质像素提取分布式散射体；对提取所述分布式散射体后的所述差分干涉纹图进行自适应地形滤波。2.根据权利要求1所述的湿地水位测量方法，其特征在于，所述确定所述差分干涉纹图的同质像素，基于所述同质像素提取分布式散射体，具体包括以下步骤：获取所述差分干涉纹图的每个所述像素在其对应的预设窗口内的所有像素的连通数，将高于预设连通数的像素作为所述预设窗口内的所述同质像素；其中，所述像素为其对应的预设窗口的中心点，所述同质像素在相邻两个所述像素之间的多时相后向散射系数值在统计检验上的概率分布相同；去除与所述中心点不连通的所述同质像素，确定所述中心点对应的分布式散射体区块；获取所述分布式散射体区块的相干性，提取高于第一相干性的所述分布式散射体区块的所述分布式散射体。3.根据权利要求2所述的湿地水位测量方法，其特征在于，所述获取所述分布式散射体区块的相干性，提取高于第一相干性的所述分布式散射体区块的所述分布式散射体之后，该方法还包括以下步骤：对所述分布式散射体去除平地相位和地形相位。4.根据权利要求1所述的湿地水位测量方法，其特征在于，所述基于小基线集技术，获取所述解缠后的差分干涉纹图的水位变化，具体包括以下步骤：通过所述分布式散射体构建线性模型；基于L1范数最小化算法、L2范数最小化算法和最优干涉网络，获取所述线性模型的相对水位变化；基于L1范数最小化算法，对所述相对水位变化进行积分，得到相对水位序列；比较所述相对水位序列与参考水位观测数据，获取水位绝对值的线性偏移量；去除所述相对水位序列中的所述线性偏移量，得到绝对水位序列。5.根据权利要求4所述的湿地水位测量方法，其特征在于，所述基于L1范数最小化算法，对所述相对水位变化进行积分...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢酬，田帮森，郭亦鸿，朱玉，唐文家，张紫萍，
申请(专利权)人：青海省生态环境监测中心，
类型：发明
国别省市：
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