基于梯度的干涉条纹图圆周期滤波.pdf

V01．30 第30卷第8期 武汉大学学报·信息科学版 NO．8 GeomaticsandInformationScienceofWuhan 2005年8月 University Aug．2005 文章编号：1671—8860(2005)08—0716-04 文献标志码：A 基于梯度的干涉条纹图圆周期滤波 刘利力1 舒 宁1 龚 衍1 章志佳2 (1武汉大学遥感信息工程学院，武汉市珞喻路129号，430079) (2武汉大学测绘学院，武汉市珞喻路129号，430079) 摘要：在分析了一些现有滤波特点的基础上，根据干涉条纹图的连续性、圆周期性等主要特征，提出了一种 基于梯度加权的圆周期均值滤波。将该方法用于由ER孓1原始数据生成的干涉条纹，结果证明，该方法不仅 很好地抑制了噪声，而且具有良好的干涉条纹保持特性。 关键词：InSAR；相位；滤波；残余点 中图法分类号：TP751；P237．3 雷达发射电磁波经过地物反射后天线所接收 到信号的振幅信息反映地物的后向散射特性，而 1 圆周期滤波原理 其相位信息反映了传感器与地面点的距离信息， 干涉合成孑L径雷达(InSAR)就是利用两个雷达传1．1干涉图的特点 感器所接收到回波信号的相位差信息来提取地表 两幅单视复数(single—look 的三维信息。为了计算出同一目标所对应的两个 据经配准后，每一点的观测数据为“，一I“，旧乃·， 回波信号之间的相位差，首先必须对两景InSAR甜：一l“。Iej宙z，由每点的两组数据可以计算出： 数据进行精确配准，只有当其精度达到子像素级 甜i。。一“·“矛一l“1e砷1·1甜2e_’咖2 时，才能得到高质量的干涉条纹图。 一f“1 I“2 e1‘如一≯1’ (1) 如果干涉条纹图没有噪声干扰，通过提取相 位的偏导数，进行简单的路径积分就可以反演出 (2) 各点的真实相位。但是由于干涉相位图受到噪声 其中，*表示共轭复数，Re()、Ira()分别表示‰。 的影响，干涉条纹可能并不明显，甚至会完全淹 的实部和虚部，将‰。的相位数据I：fl单独显示出来 没在噪声之中[1]，这样就使得在上述积分过程中 就形成干涉图。 产生局部误差，并向全局传播，导致解缠结果不一 干涉条纹图和其他图像一样，相位值具有很好 致。为了降低由噪声引起的残余点数量，提高干 的连续性，但是噪声破坏了这种连续性，所有滤波 涉条纹的质量，以保证相位解缠结果的正确性，获 的主要目的就是恢复这种连续性。InSAR数据中 得真实的数字高度模型，对干涉相位图作合理的 的噪声主要来源是：两次飞行期间地面特性的变 滤波处理就显得尤为重要。 化；成像时系统参数的误差；成像数据处理过程中 本文分析了圆周期均值滤波方法的优缺点， 产生的噪声。这些干涉条纹自身在信号形式上的 结合其优点并针对其缺陷和干涉条纹的特点，提 特殊性，使得它不能采用一般的滤波方法来降低 出了一种新的滤波方法——基于梯度的圆周期均 噪声；干涉图另一个特点就是相位值具有圆周期 值滤波法，并详细阐述了该方法的指导思想和具 体算法。最后给出了将新旧方法用于由ERS一1干涉图中相位值只是其主值，图像上呈现出一级 原始数据产生的干涉条纹图，并对结果作了对比 级的条纹。因此滤波器不仅要恢复干涉图的连续 分析。