永久散射体点提取方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种永久散射体点提取方法、装置、设备及介质，所述方法通过获取多幅不同时相的SAR影像，并对不同时相的SAR影像进行多级配准；其中，所述多级配准中的精配准算法包括相干系数拟合法，且相干系数拟合方向为SAR影像中的线性区域的切线矢量方向；将配准后的主影像所在的线性区域进行影像分割，得到超影像；最后进行每一超像素中的PS候选点的选取，直至选取的PS候选点满足相关指标参数阈值条件且选取出的PS候选点密度满足预设的PS点密度阈值，得到最终PS点，所述方法能有效克服传统PS点提取算法在线性区域提取PS点分布不均和密度低的缺陷，显著提高地表形变检测精度。相应地，本发明专利技术还提供一种永久散射体点提取装置、终端设备和介质。终端设备和介质。终端设备和介质。

【技术实现步骤摘要】
永久散射体点提取方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及地表形变检测
，尤其涉及一种永久散射体点提取方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]永久散射体差分干涉测量(英文全称为Persistent Scatter Interferometry,英文简称为PSI)是一项新兴的遥感科学技术，具有大面积、长周期、高精度的地表形变监测能力，其中通过时序分析提取得到的永久散射体点(英文全称为Persistent Scatter，本申请中将其定义为PS点)的数量和密度是决定永久散射体合成孔径雷达干涉测量(英文全称为Persistent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar，简称为PS
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InSAR)技术进行地表形变检测精度的关键，现有的PS点提取和加密方法主要有以下几类：
[0003](1)相位模拟法：通过对时间序列向干涉相位进行模拟，以判断地物目标的相位稳定性从而提取出PS点的方法。
[0004](2)相位分析法：从差分干涉相位信息入手，通过一系列滤波运算和迭代运算后，再结合相干指标参数，如相干系数、时间相干系数和综合相干系数等对地物相干性的稳定程度进行评价，达到PS点选取的目的。
[0005]上述PS点提取算法能有效提取SAR影像中的PS点，然而，当SAR影像中存在线性区域时(所谓线性区域是指影像中的感兴趣区域为如地铁、道路这类连续的线形物体的区域)，以上方法对于线性区域的PS点提取存在不足，主要体现在得到的PS点较小概率落在线性区域上，导致PS点密度低，从而导致线性区域的PSInSAR形变检测精度低。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例多个方面提供一种永久散射体点提取方法、装置、设备及介质，能有效克服传统PS点提取算法在线性区域提取PS点分布不均和密度低的缺陷，显著提高后续PSInSAR用于线性区域的地表形变检测精度。
[0007]本专利技术实施例第一方面提供永久散射体点提取方法，包括：
[0008]获取对研究区域拍摄得到的多幅不同时相的SAR影像，并在多幅SAR影像中确定主影像和辅影像；
[0009]对所述辅影像和所述主影像进行SAR影像的多级配准，以将配准结果配准到主影像上；其中，所述多级配准包括粗配准和精配准，所述精配准所采用的配准算法包括相干系数拟合法，且相干系数拟合方向为所述SAR影像中的线性区域的切线矢量方向；
[0010]将配准后的主影像所在的线性区域进行影像分割，得到SAR影像同质区域；
[0011]进行所述SAR影像同质区域中每一超像素中的PS候选点的选取，直至选取的PS候选点满足预设的相关指标参数阈值条件且选取出的PS候选点密度满足预设的PS点密度阈值，得到最终PS点。
[0012]本专利技术实施例第二方面提供一种永久散射体点装置，包括：
[0013]获取模块，用于获取对研究区域拍摄得到的多幅不同时相的SAR影像，并在多幅SAR影像中确定主影像和辅影像；
[0014]配准模块，用于对所述辅影像和所述主影像进行SAR影像的多级配准，以将配准结果配准到主影像上；其中，所述多级配准包括粗配准和精配准，所述精配准所采用的配准算法包括相干系数拟合法，且相干系数拟合方向为所述SAR影像中的线性区域的切线矢量方向；
[0015]分割模块，用于将配准后的主影像所在的线性区域进行影像分割，得到SAR影像同质区域；
[0016]选取模块，用于进行所述SAR影像同质区域中每一超像素中的PS候选点的选取，直至选取的PS候选点满足预设的相关指标参数阈值条件且选取出的PS候选点密度满足预设的PS点密度阈值，得到最终PS点。
[0017]本专利技术实施例第三方面提供一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面提供的永久散射体点提取方法。
[0018]本专利技术实施例第四方面提供一种存储介质，包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如上述第一方面提供的永久散射体点提取方法。
[0019]与现有技术相比，本专利技术实施例提供的永久散射体点提取方法通过获取对研究区域拍摄得到的多幅不同时相的SAR影像，并在多幅SAR影像中确定主影像和辅影像；并对所述辅影像和所述主影像进行SAR影像的多级配准，以将配准结果配准到主影像上；其中，所述多级配准包括粗配准和精配准，所述精配准所采用的配准算法包括相干系数拟合法，且相干系数拟合方向为所述SAR影像中的线性区域的切线矢量方向；接着，将配准后的主影像所在的线性区域进行影像分割，得到SAR影像同质区域；最后，进行所述SAR影像同质区域中每一超像素中的PS候选点的选取，直至选取的PS候选点满足预设的相关指标参数阈值条件且选取出的PS候选点密度满足预设的PS点密度阈值，得到最终PS点。本专利技术实施例能有效克服传统PS点提取算法在线性区域提取PS点分布不均和密度低的缺陷，显著提高后续PSI nSAR用于线性区域的地表形变检测精度。相应地，本专利技术实施例还提供一种永久散射体点提取装置、终端设备和介质。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例提供的永久散射体点提取方法的流程示意图；
[0021]图2是本专利技术实施例提供的一种多级配准的流程示意图；
[0022]图3是本专利技术实施例提供的一种相干系数拟合法得到子像元级的配准偏移量的示意图；
[0023]图4是本专利技术实施例提供的相关系数拟合过程中拟合方向的示意图；
[0024]图5是本专利技术实施例提供的超影像分割算法与标准K均值算法进行影像搜索的对比图；
[0025]图6是本专利技术实施例提供的PS点筛选和提取的流程示意图；
[0026]图7是本专利技术实施例提供的一种基于星历参数和DEM数据去除干涉相位中的平地
相位流程图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]对本申请中出现的相关术语进行说明：
[0029]影像配准：给定主影像中的某一点，寻找对应于对面上同一点的辅影像中的同一点。
[0030]同名点：地面上同一个点在不同影像上成的像点。
[0031]方位向、距离向：方位向是指行方向，距离向是指列方向。
[0032]相干性：是指两幅图像的相干程度，相干性是衡量InSAR影像对处理效果的指标，相干性的高低决定了干涉条纹的质量，从而决定了干涉处理的结果SAR影像干涉处理以影像之间的相干性为基础。因此，在本申请中利用相干性指标进行干涉像对的选取，并确定选取的候选PS点的可行性。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永久散射体点提取方法，其特征在于，包括：获取对研究区域拍摄得到的多幅不同时相的SAR影像，并在多幅SAR影像中确定主影像和辅影像；对所述辅影像和所述主影像进行SAR影像的多级配准，以将配准结果配准到主影像上；其中，所述多级配准包括粗配准和精配准，所述精配准所采用的配准算法包括相干系数拟合法，且相干系数拟合方向为所述SAR影像中的线性区域的切线矢量方向；将配准后的主影像所在的线性区域进行影像分割，得到SAR影像同质区域；进行所述SAR影像同质区域中每一超像素中的PS候选点的选取，直至选取的PS候选点满足预设的相关指标参数阈值条件且选取出的PS候选点密度满足预设的PS点密度阈值，得到最终PS点。2.如权利要求1所述的永久散射体点提取方法，其特征在于，所述相干系数拟合法具体包括：在SAR影像粗配准的基础上，以配准得到的像元位置为中心，对其邻域范围内的各像素点中心所在的位置处的相关系数进行曲面拟合，其中，曲面的拟合方向为所述线性区域的切线矢量方向；沿着线性区域当前的切线矢量方向寻找相干系数最大值，获取相干系数最大值对应的位置作为子像元级的匹配点，完成精配准。3.如权利要求1所述的永久散射体点提取方法，其特征在于，所述相关指标参数包括相干系数和振幅离差，则所述进行所述SAR影像同质区域中每一超像素中的PS候选点的选取，直至选取的PS候选点满足预设的相关指标参数阈值条件且选取出的PS候选点密度满足预设的PS点密度阈值，得到最终PS点，具体包括：设置相干系数和振幅离差的阈值；选取所述超像素内振幅离差大于振幅离差阈值且相干系数大于相干系数阈值的像素点作为PS候选点；当在所述超像素中选取出的PS候选点密度大于等于预设的PS点密度阈值时，将每一所述超像素当前筛选出的所有PS候选点作为最终PS点；当在所述超像素中选取出的PS候选点密度小于所述PS点密度阈值时，修改所述振幅离差阈值和所述相干系数阈值，并根据修改后的振幅离差阈值和修改后的相干系数阈值进行PS候选点的选取，直至选取出的PS候选点密度满足所述PS点密度阈值。4.如权利要求1所述的永久散射体点提取方法，其特征在于，所述将配准后的主影像所在的线性区域进行影像分割，得到SAR影像同质区域，具体包括：采用超像素分割算法对配准后的主影像所在的线性区域进行分割，得到SAR影像同质区域。5.如权利要求1所述的永久散射体点提取方法，其特征在于，所述精配准具体包括：在SAR影像粗配准的基础上，对SAR影像进行过采样；对完成过采样的SAR影像进行相干系数拟合，完成精配准。6.一种永久散射体点提取装...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴国梦，易鹏，马力，刘洋，卢荣，林腾辉，刘磊，
申请(专利权)人：广州市城市规划勘测设计研究院，
类型：发明
国别省市：