低相干山地区域雷达图像配准技术研究与应用
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合成孔径雷达干涉测量(InSAR)是通过合成孔径雷达获取复影像对,在复图像上由于存在相位差,可以形成干涉纹图,最后利用一系列的几何关系,就可以获取地表的变化信息和三维信息。对该技术的深入研究就有助于遥感事业的发展。而在合成孔径干涉测量中对图像的精确配准是相当重要的,因为它对于改善干涉条纹图的质量、提高图像可利用性以及实现数据处理的自动化等方面都有着重要的意义。本论文对雷达干涉测量技术的相关文献做了全面的分析和研究,较为全面的介绍了图像配准技术的发展及研究现状和InSAR技术的基本原理;详细介绍了各种InSAR图像配准方法,对各种配准方法的优缺点进行了分析和评价。在对低相干区域雷达图像特征的判别方法的深入研究的基础上,提出了一种边缘和纹理特征相结合的图像配准方法。本文的研究内容及成果主要包括:1.提出了一种基于边缘和纹理特征相结合的图像配准方法。以边缘和纹理作为基本特征,通过纹理特征的提取对经边缘特征提取后的影像进行修正来提高配准的精度。通过实验证明该方法提高了图像配准精度,可以较好地对低相干区域的图像进行配准。2.提出了一种改进的基于卫星轨道参数的配准方法。利用已有的汶川震区的数据和GAMMA软件平台并结合四川省科技支撑项目将其应用于汶川地震区域的干涉测量研究。通过实验获取了震区的较为准确的地面沉降信息,从而验证了本文采用的图像配准方法在低相干区域的可行性。
摘要 | 第4-5页 |
ABSTRACT | 第5-6页 |
第1 绪论 | 第9-12页 |
1.1 研究目的与意义 | 第9页 |
1.2 InSAR 图像配准技术的发展与研究现状 | 第9-11页 |
1.3 本论文工作及内容安排 | 第11-12页 |
第2章 干涉合成孔径雷达概述 | 第12-19页 |
2.1 干涉合成孔径雷达的发展历史 | 第12-13页 |
2.2 干涉合成孔径雷达基本原理 | 第13-18页 |
2.2.1 InSAR 干涉测量基本原理 | 第14-15页 |
2.2.2 差分干涉测量(D-InSAR)基本原理 | 第15-18页 |
2.3 本章小结 | 第18-19页 |
第3章 图像配准方法 | 第19-35页 |
3.1 图像配准定义 | 第19-20页 |
3.2 图像配准的空间几何变换模型 | 第20-21页 |
3.3 图像配准方法简述 | 第21-25页 |
3.4 InSAR 数据处理的基本步骤 | 第25页 |
3.5 影像配准的质量评估 | 第25-26页 |
3.6 InSAR 图像的配准方法 | 第26-32页 |
3.6.1 相干系数法 | 第26-27页 |
3.6.2 最大干涉频谱法 | 第27-28页 |
3.6.3 相位差影像平均波动函数法 | 第28-29页 |
3.6.4 最小二乘匹配法 | 第29页 |
3.6.5 相关系数法 | 第29-32页 |
3.6.6 InSAR 数据配准方法总结与评价 | 第32页 |
3.7 基于幅度影像的从粗到细配准策略 | 第32-34页 |
3.8 本章小结 | 第34-35页 |
第4章 基于区域信息的图像配准方法 | 第35-43页 |
4.1 引言 | 第35页 |
4.2 边缘和纹理特征的识别和分析 | 第35-38页 |
4.3 基于边缘和纹理特征相结合的图像配准方法 | 第38-42页 |
4.3.1 配准流程 | 第38页 |
4.3.2 边缘特征提取和匹配 | 第38-40页 |
4.3.3 纹理特征提取和匹配 | 第40-42页 |
4.4 本章小结 | 第42-43页 |
第5章 InSAR 技术在汶川震区中的应用 | 第43-55页 |
5.1 研究区概况及数据来源 | 第43-44页 |
5.2 干涉测量的数据处理流程 | 第44-54页 |
5.2.1 SAR 影像读取 | 第44-45页 |
5.2.2 影像配准及重采用 | 第45-48页 |
5.2.3 干涉图生成 | 第48-50页 |
5.2.4 相位解缠 | 第50-52页 |
5.2.5 地面沉降信息的提取 | 第52-54页 |
5.3 本章小结 | 第54-55页 |
结论 | 第55-56页 |
致谢 | 第56-57页 |
参考文献 | 第57-60页 |
攻读学位期间取得学术成果 | 第60页 |
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