【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程变形监测领域，尤其涉及一种地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法。
技术介绍
1、变形监测是地质灾害防治工作的重要技术手段之一，通过开展变形体的监测工作可以及时发现潜在变形隐患，减少经济损失与人员伤亡。传统大地测量变形监测技术存在监测点密度较低的问题，容易遗漏变形体的关键部位，割裂变形信息在空间上的连续性。
2、合成孔径雷达(synthetic aperture radar，sar)作为一种高分辨率、二维成像的雷达，特别适用于大面积的地表成像，是雷达的一个重要发展方向。由于其传感器采用的主要波段为微波波段，因而具有很好的穿透性，能够穿透云雾、雨雪，具有全天候工作的能力，是变形监测的前沿技术和研究的热点。
3、地基合成孔径雷达干涉测量(ground-based synthetic aperture radarinterferometry，gb-insar)技术极大方便了边坡变形监测。相较于传统变形监测方法，gb-insar能够全天时、全天候工作，允许在不对监测体造成伤害的情况下进行大面积非接触、非侵入性和非破坏性测量，获取到范围广、距离长、空间覆盖连续的形变结果，省时省力。
4、大气中的热能交换使气流处在不断的变化之中，导致在时间尺度和空间尺度上产生不同的相位延迟和噪声，致使在gb-insar坝区边坡变形的连续监测过程中，短时间内的监测结果出现较大的相位波动，与实际明显不符。因此，需要对地基合成孔径雷达(ground-based sar，gb-sar)连续变形监测数据施
5、目前常用的gb-sar大气改正方法包括参考点法、气象参数模型法、时空滤波法和函数模型法等。其中，参考点法精度较低，适用于监测范围较小的区域；气象参数模型法较难获取足够密度的气象参数；时空滤波法窗口大小的设置对结果影响较大；函数模型法在选择较为合适的函数时可以获得较好的效果，但也存在易受变形区域影响导致拟合结果存在偏差的问题。此外，上述几种方法在应用于大数据量连续gb-sar影像数据处理中，解算效率较低，难以满足准实时变形监测的需求。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，以解决上述技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，包括如下步骤：
3、步骤1：输入gb-sar复影像序列，并构成干涉像对；
4、步骤2：基于热信噪比、振幅离散指数和相干系数三个参数，采用多阈值法获取高质量像元；
5、步骤3：对所述高质量像元进行采样抽稀处理；
6、步骤4：对抽稀后的所述高质量像元干涉相位进行空间相位解缠；
7、步骤5：建立测区的多项式大气相位模型，利用所述多项式大气相位模型对所述高质量像元的解缠相位进行大气改正；
8、步骤6：采用稳健拟合方法求解所述多项式大气相位模型的参数；
9、步骤7：对所述多项式大气相位模型进行优化。
10、较佳地，步骤1中，从所述gb-sar复影像序列中选择首影像作为主影像，其它影像为从影像，构成所述干涉像对。
11、较佳地，步骤1还包括：对所述干涉像对的各干涉图进行滤波和平滑处理。
12、较佳地，步骤2还包括：基于所述高质量像元计算得到掩膜矩阵，对滤波后的干涉图进行掩膜处理，得到离散的高质量像元的相位值。
13、较佳地，步骤3中，采用均匀网格采样法对所述高质量像元进行采样抽稀处理，包括：在测区的雷达影像中划分方格网，选择每个格网距离格网中心坐标最小的像元作为提取像元，并更新掩膜矩阵。
14、较佳地，划分的格网的边长小于单条完整周期干涉条纹宽度的1/3。
15、较佳地，步骤4包括：
16、步骤41：利用更新后的所述掩膜矩阵对滤波后的干涉图进行掩膜计算，得到离散高质量像元的干涉图序列；
17、步骤42：选定一个高质量像元作为相位梯度积分的起算点，逐干涉图采用最小费用流方法对抽稀后的所述高质量像元干涉相位进行空间相位解缠。
18、较佳地，所述多项式大气相位模型为距离的一元多项式模型，或者雷达平面坐标的二元多项式模型。
19、较佳地，所述稳健拟合方法包括最小绝对偏差法和双平方法。
20、较佳地，步骤7包括：利用大气改正后的解缠干涉图解算出所述高质量像元的初始线性变形速率，基于所述初始线性变形速率获取变形区域，将变形区域的高质量像元剔除，更新所述掩膜矩阵，重新计算剩余区域的高质量像元的多项式大气相位模型的参数。
21、与现有技术相比，本专利技术提供的地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法具有如下优点：
22、1、本专利技术能够有效去除大气扰动的影响，从而提高雷达监测的处理速度和处理精度，可以应用于复杂环境条件下的地基雷达监测；
23、2、本专利技术通过对高质量像元进行抽稀处理，极大地提高了干涉图相位解缠和后续大气相位建模与改正的效率，特别适用于对变形解算时效性要求较高的gb-sar连续处理和准实时处理模式；
24、3、本专利技术基于抽稀后的高质量像元的解缠相位，建立测区的多项式大气相位模型，相比于参考点法，该方法在空间相位解缠的基础上进行多项式大气改正，不需要稳定区域的先验信息。
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1.一种地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，步骤1中，从所述GB-SAR复影像序列中选择首影像作为主影像，其它影像为从影像，构成所述干涉像对。
3.如权利要求1所述的地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，步骤1还包括：对所述干涉像对的各干涉图进行滤波和平滑处理。
4.如权利要求3所述的地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，步骤2还包括：基于所述高质量像元计算得到掩膜矩阵，对滤波后的干涉图进行掩膜处理，得到离散的高质量像元的相位值。
5.如权利要求4所述的地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，步骤3中，采用均匀网格采样法对所述高质量像元进行采样抽稀处理，包括：在测区的雷达影像中划分方格网，选择每个格网距离格网中心坐标最小的像元作为提取像元，并更新掩膜矩阵。
6.如权利要求5所述的地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，
7.如权利要求5所述的地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，步骤4包括：
8.如权利要求7所述的地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，所述多项式大气相位模型为距离的一元多项式模型，或者雷达平面坐标的二元多项式模型。
9.如权利要求8所述的地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，所述稳健拟合方法包括最小绝对偏差法和双平方法。
10.如权利要求9所述的地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，步骤7包括：利用大气改正后的解缠干涉图解算出所述高质量像元的初始线性变形速率，基于所述初始线性变形速率获取变形区域，将变形区域的高质量像元剔除，更新所述掩膜矩阵，重新计算剩余区域的高质量像元的多项式大气相位模型的参数。
...【技术特征摘要】
1.一种地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，步骤1中，从所述gb-sar复影像序列中选择首影像作为主影像，其它影像为从影像，构成所述干涉像对。
3.如权利要求1所述的地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，步骤1还包括：对所述干涉像对的各干涉图进行滤波和平滑处理。
4.如权利要求3所述的地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，步骤2还包括：基于所述高质量像元计算得到掩膜矩阵，对滤波后的干涉图进行掩膜处理，得到离散的高质量像元的相位值。
5.如权利要求4所述的地基合成孔径雷达连续变形监测干涉图大气改正方法，其特征在于，步骤3中，采用均匀网格采样法对所述高质量像元进行采样抽稀处理，包括：在测区的雷达影像中划分方格网，选择每个格网距离格网中心坐标最小的像元作为提取像元，并更新掩膜矩阵...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，葛礼呈，邢尹，董州楠，李伟城，金霄，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：
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