Сосновский Андрей Васильевич - Алгоритм Развёртывания...
TRANSCRIPT
Сосновский Андрей Васильевич, ведущий инженер Центра космического мониторинга УрФУ
АЛГОРИТМ РАЗВЁРТЫВАНИЯ ФАЗЫ ПРИ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ДАННЫХ
AIST-2015, г. Екатеринбург
ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ
• Повышение пространственного разрешения радиолокационных снимков до 1 метра и выше.
• Применения метода радиолокационной интерферометрии для получения информации о высоте поверхности;
• Возможность полной поляриметрической съёмки и обработки;
• Создание группировок радиолокационных спутников (TerraSAR-X/Tandem-X, Cosmo-SkyMed-1,2,3,4).
Метод космической радиолокационной интерферометрии
I проход II проход
h
P1
H r1 = r01
r01
слr 11
40
1
r2 = r02
r02
P2
слr 22
4
B
h
H
ЭТАПЫ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ДАННЫХ
ПРОБЛЕМЫ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
• выбор эффективных алгоритмов обработки (фильтрации фазового шума и развертывания фазы);
• получение экспериментальных оценок точности формируемых цифровых моделей рельефа;
• сложность и неоднозначность задачи развёртывания фазы;
• оценивание уровня декорреляции (потери когерентности) РЛ-данных, отбраковка повреждённых участков
Цели работы
• Разработка и анализ алгоритма развёртывания интерферометрической фазы
• Разработка и анализ модифицированных алгоритмов оценки декорреляции (когерентности) радиолокационных данных
Развёртывание интерферометрической фазы,m n ,m n
Фазовая неоднозначность(данные радиолокатора ALOS PALSAR)
Высоты неоднозначности:88 м 18 м
Методы развёртывания фазы
Интегрирование фазового градиента со вставкой ветвей отсечения (residue-cut)
Метод наименьших квадратов Метод растущих пикселей (Region Growing) Метод целочисленной оптимизации Метод минимальной стоимости потока (MCF) Метод независимых диполей и.т.д.
Наиболее полный обзор: Шувалов Р.И. Дисс … канд. физ.-мат. наук, М.: 2011
Ошибки развёртывания фазы
~ОК Not ОК
РАЗРЫВЫ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ФАЗЫ («ФАЗОВЫЕ ОСТАТКИ» – «RESIDUES»; «ДИПОЛИ»)
01
02
( )z z
w zz z
Математическая модель фазового «диполя»:
01z 02z
Фазовые разрывы («остатки») на интерферограмме
01z не является особой точкой ( )w z
arg ( )w z
«АРТЕФАКТЫ» РАЗВЁРТЫВАНИЯ ДИПОЛЕЙ
Развёртывание по вертикали
(построчно)
Развёртывание по горизонтали (по столбцам)
Развёртывание алгоритмом
«Region Growing»
Составление трёхмерной многозначной функции
0 20 40 60 80 100 050
1000
10
20
30
40
50
60
2
, , , ,
0.. ;
kj Nm n k m n e
k Nr
Способ 1
,, , , , 2 ,
0..
m nm n p m n k
k r
Способ 2
020
4060
80100
0102030405060708090100
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
, , 0m n k
ДИПОЛИ НА ТРЁХМЕРНОЙ ФАЗОВОЙ КАРТИНЕ.ПЕРЕМЫЧКИ МЕЖДУ ВЕТВЯМИ ТРЁХМЕРНОЙ ФАЗЫ
УСТРАНЕНИЕ ПЕРЕМЫЧЕК МЕЖДУ ВЕТВЯМИ ТРЁХМЕРНОЙ ФАЗЫ
ОБРАБОТКА ФРАГМЕНТА ДАННЫХ ALOS PALSAR
,m n0,m n
Благодарность
Авторы выражают благодарность ЗАО «Компания «СОВЗОНД», ФГУП
«Госцентр «Природа» и ОАО «Уралгеоинформ» за предоставление
радиолокационных космических снимков