[发明专利]基于总功率同散射机制的高效极化时序InSAR方法

权利要求书

1.基于总功率同散射机制的高效极化时序InSAR方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取研究监测区域多极化时序SAR影像，并进行SAR影像预处理；

双极化卫星需获取VV、VH两个极化SAR数据；

全极化卫星需获取HH、VV以及交叉极化三个极化SAR数据；

S2：对干涉图进行基于总功率同散射机制的极化优化，具体包括：

S21：根据极化散射矩阵构建Pauli基下的极化散射向量；

为了能够使得到的散射向量的元素与波散射的物理特征更为接近，选用Pauli基对散射矩阵S进行展开，散射矩阵S构建如下：

式中，S代表散射矩阵，S_hh代表HH极化下的单视复数SAR影像，S_vv代表VV极化下的单视复数SAR影像，S_vh代表VH极化下的单视复数SAR影像，S_hv代表HV极化下的单视复数SAR影像；

对第i幅全极化PolSAR影像数据构建Pauli基下的散射向量k_q，i如下：

式中，q表示全极化；S_hh，i代表第i幅HH极化下的单视复数SAR影像，S_vv，i代表第i幅VV极化下的单视复数SAR影像，S_vh，i代表第i幅VH极化下的单视复数SAR影像，根据互易定理S_vh＝S_hv，因此仅用S_vh，i表示交叉极化，下同，T表示矩阵转置运算；

对含HH和VV极化通道的双极化SAR影像数据构建Pauli基下的散射向量k_d，i如下：

对含一个共极化即HH、VV和一个交叉极化即VH、HV极化通道的双极化SAR影像数据构建Pauli基下的散射向量k_d，i如下：

k_d，i＝[S_xx，i，2S_vh，i]^T

式中，d表示双极化；S_xx，i代表第i幅HH或VV极化下的单视复数SAR影像；

S22：计算不同极化差分干涉相位；

根据极化散射向量构建极化干涉向量K，如下：

K＝[k₁，k₂]

式中k₁和k₂分别表示构成干涉图主、辅影像的极化散射向量；

对于全极化SAR影像数据，计算得到三个Pauli基极化通道下干涉图下：

I_qP3＝2·S_vh，1·S_vh，2^*

式中I_qP1、I_qP2和I_qP3表示全极化三个极化通道的干涉图，*为复共轭运算符；

对HH和VV双极化SAR影像数据，计算得到两个Pauli基极化通道下干涉图下：

式中I_dP1、I_dP2表示双极化两个极化通道的干涉图；

对含一个共极化即HH、VV和一个交叉极化即VH、HV的双极化SAR影像数据，计算得到两个Pauli基极化通道下干涉图下：

I_ddP1＝S_xx，1·S_xx，2^*

I_ddP2＝4·S_vh，1·S_vh，2^*

式中I_ddP1、I_ddP2表示共极化两个极化通道的干涉图；

S23：计算多极化SAR时序平均强度数值；

对于全极化SAR影像数据，计算得到平均强度值如下：

式中N表示单视复数SAR影像数量；

对HH和VV双极化SAR影像数据，需计算以及

对含一个共极化即HH、VV和一个交叉极化即VH、HV的双极化SAR影像数据，需计算以及共极化计算如下：

S24：基于总功率同散射机制干涉图极化优化；

利用Puali基下各通道时序平均强度，对不同极化干涉相位赋予不同权值，使用平均同散射机制来避免对散射体相位中心引入人为的时间维度变化进而混淆到形变相位中；

对全极化SAR影像数据，总功率同散射机制干涉相位优化方法如下：

式中I_TP-ESM为总功率同散射机制方法得到的干涉图；φ_qP1、φ_qP2和φ_qP3分别为Pauli基下中I_qP1、I_qP2和I_qP3干涉图对应的干涉相位；

对HH和VV双极化SAR影像数据，总功率同散射机制干涉优化方法如下：

式中φ_dP1和φ_dP2分别为Pauli基下中I_dP1和I_dP2干涉图对应的干涉相位；

对含一个共极化即HH、VV和一个交叉极化即VH、HV的双极化SAR影像数据，总功率同散射机制干涉优化方法如下：

式中φ_ddP1和φ_ddP2分别为Pauli基下中I_ddP1和I_ddP2干涉图对应的干涉相位；

S3：通过总功率同散射机制优化后的干涉相位，根据选点准则获取高质量像元作为监测点，去除轨道误差、DEM残差、大气相位，对高质量像元监测点进行三维相位解缠，获得监测点形变量，完成研究区域的形变监测。

2.如权利要求1所述的基于总功率同散射机制的高效极化时序InSAR方法，其特征在于，步骤S1中，多极化时序SAR影像获取及预处理步骤为：

选取一景SAR影像作为主影像，对该主影像的不同极化SAR数据进行地理编码；随后将其余SAR数据与各自极化通道下的主影像配准，配准精度为亚像元级；之后根据研究及监测需要，对配准后的SAR影像数据进行裁剪。