InSAR相位解缠方法应用比较

相位解缠是InSAR数据处理中的关键技术和难点,也是InSAR产品的主要误差源。本文通过四组不同的数据对六种相位解缠方法进行比较得到:对于相干性较好的高山地区和平原地区以及范围较大的区域,最佳相位解缠方法均为最小费用流法;对于低相干区域,则采用Golstein枝切法更为合适。     

应用网络规划进行InSAR相位解缠的路径跟踪算法

介绍InSAR相位解缠算法中Goldstein枝切法和基于质量指导的Mask－cut等路径跟踪法的基本原理,分析它们的特点;详细阐述基于网络规划的规则格网和不规则格网的最小费用流相位解缠算法的基本原理,说明网络规划算法在效率和精度上确实优于其他路径跟踪算法,是一种极具潜力的相位解缠方法。     

关于GAMMA相位解缠结果的评价指标研究

差分干涉测量技术突飞猛进,现已可用于监测区域地表沉降等微小形变。GAMMA以其相对完善的程序功能通过枝切区域生长法或最小费用流法能有效完成相位解缠,实现D-InSAR。通过伊朗BAM数据采用GAMMA四轨法进行地形像对相位解缠,分别采用枝切区域生长法和最小费用流法实现,二者相位解缠纹理一致,而枝切区域生长法效率更高。为了定量评价相位解缠效果,提出借助MATLAB分析相位解缠效果的四个评价参考指标,分别为最大值、最小值、均值和方差。利用伊朗BAM数据验证其有效性,并应用于拉斯维加斯区域,阐释了低相干区域掩膜处理有效,并进一步说明生成差分干涉图之前须先去除平地效应。     

基于SARscape的InSAR数据相位解缠方法研究

重点介绍了SARscape核心模块中提供的两种解缠算法,并以Envisat数据为例,分别利用两种解缠算法进行相位解缠。通过实验分析可知,在相干性较好的地区两种算法的解缠效果一致,但对于相干性较差的区域,使用区域增长法会出现孤立区域,而最小费用流法却可得到全局最优结果。     

InSAR相位解缠算法的分析评价

相位解缠是合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）数据处理过程中的关键步骤,相位解缠算法的选取关系到InSAR最终成果数字方程模型（DEM）或者形变量的精度。介绍了相位解缠的基本原理,利用基于路径跟踪、最小范数和网络流思想的8种解缠算法对加拿大魁北克地区合成孔径雷达（SAR）干涉图进行相位解缠,通过不同的评价指标对解缠结果进行了评价比较。实验结果表明：Flynn最小不连续法、最小Lp范数法和Snaphu网络流法具有较好的稳定性和适应性。     

基于GAMMA软件的InSAR数据相位解缠分析比较

以ERS影像和COSMO-SkyMed影像两种具有不同代表性的数据为例,着重介绍了GAMMA软件ISP模块中的InSAR数据相位解缠处理过程。通过实验分析得出,对于相干性较好的平原地区,枝切线区域生长法和最小费用流算法解缠结果一致,对于相干性较差的高山地区,两种方法都需分次解缠,但枝切线区域生长法对于相干性要求更高,且枝切线区域生长法的计算效率总是优于最小费用流算法。     

基于不规则网络下网络流算法的相位解缠方法

相位解缠作为SAR干涉测量数据处理中的一个关键步骤,受到越来越广泛的关注,出现了各种各样的算法。但现有的相位解缠算法仍无法解决高噪声问题,由此导致噪声区域的误差传递到其它区域,产生全程误差,从而影响相位解缠精度。针对这种情况,我们根据网络优化原理,提出了一种基于不规则网络下网络流算法的解缠方法,以干涉相干作为评价相位质量的标准,从含有大量噪声的干涉纹图中剔除低质量的相位,只对高质量相位进行处理,最终获取有用信息。该方法可以避免低质量区域的误差对高质量区域解缠的影响,保证高质量区域的相位解缠,从而获得较理想的解缠结果。     

最大似然估计的改进多基线InSAR解缠算法

多基线InSAR相位解缠算法能够突破相位欠采样及相位连续性假设的问题,可获得比单基线更为精确的解缠结果,但现有的多基线相位解缠算法存在噪声鲁棒性差或运行时间长的缺点。为提升精度减少运行时间,该文提出了结合最大似然估计算法与扩展卡尔曼滤波算法的多基线相位解缠算法。该算法首先对基于最大似然估计算法重建的预估地形高程进行误差点判断,之后利用扩展卡尔曼滤波的方法对误差点高程进行重建,获得最终估计的地形高程。为验证算法的适用性,采用模拟数据和实测数据进行实验处理,以归一化均方根误差和算法运行时间作为评价指标,将此算法与最长单基线最小费用流解缠算法、最大似然估计多基线解缠算法和最大后验估计多基线解缠算法进行比较,实验结果表明该方法精度较高、运行时间较短。     

一种分区域的复合相位解缠算法

提出了一种分区域的复合相位解缠算法。首先根据相位质量图将缠绕相位分成高、低质量区域,并采用质量引导算法求解初始解缠相位。然后采用区域生长法识别出所有的低质量区域,每个低质量区域信息单独存储。最后依次对每个低质量区域进行最小不连续优化,获取最终的解缠相位。对InSAR干涉相位图的解缠试验结果表明,该方法计算效率较最小不连续性算法高一个量级,而计算精度优于质量引导算法,在两者之间取得了很好的平衡。     

基于同伦算法的非线性最小二乘相位解缠

线性加权最小二乘方法进行相位解缠时,采用迭代法求解,收敛速度慢,不容易得到精确解。本文提出非线性相位解缠模型,并采用同伦算法实现非线性最小二乘相位解缠。通过真实数据与线性最小二乘相位解缠算法进行对比实验,验证了该方法是有效的,特别是在有噪声干扰的区域,该方法可以提高相位解缠的精度。     

基于序列差分干涉纹图的地表形变速率提取

介绍了一种基于序列差分干涉纹图的地表形变速率提取算法。该算法根据空间离散分布的相干目标，利用Delaunay三角网构成相位解缠网络，应用最小费用流算法完成相位解缠； 根据序列差分干涉相位，利用线性模型解算相干目标形变速率，进而抑制大气波动对形变信号的影响。以廊坊地区2004~2005年ASAR数据为例，获取了该地区地表沉降线性速率及其演变状况。     

多波段InSAR差分滤波相位解缠方法

依据干涉图零中频矢量滤波经验,设计了多波段InSAR干涉图的差分滤波相位解缠方法。该方法将较短波长干涉图与较长波长干涉图的解缠结果进行差分处理,以降低干涉条纹频率,提高滤波效果和相位解缠性能,从而以较长波长干涉图的解缠结果指导较短波长干涉图的相位解缠。充分利用不同波段干涉图之间的互补相位信息,提高相位解缠的可靠性和解缠精度。采用由DEM仿真的多波段干涉图进行了相位解缠试验,得到了满意的解缠结果,验证了该解缠方法的有效性。     

一种稳健的干涉相位解模糊新方法

相位解模糊是影响雷达干涉测量技术应用的一个瓶颈问题，本文提出了采用质量图区域生长对干涉低相干区进行屏蔽并对屏蔽区相位采用移动曲面拟合的干涉图解模糊方法。通过对由多种不同雷达干涉数据获取的干涉图进行解模糊处理，验证了该方法的稳健性和可靠性。     

非递归最小不连续相位解缠算法及其优化方法

提出了一种非递归最小不连续相位解缠算法,并对其解缠效率进行了优化。在深入分析最小不连续算法的基础上,采用栈来保存生长边添加过程和消圈过程中的中间数据,实现了非递归最小不连续相位解缠算法。然后将其与量化质量引导相位解缠算法相结合,通过限制优化区域加速算法收敛。对InSAR（interferometric synthetic aperture radar）和InSAS（interferometric synthetic synthetic aperture sonar）干涉相位图的解缠试验结果表明:本文方法在保持相位解缠精度的同时,极大提高了相位解缠效率。     

中国余数定理在双基线InSAR相位解缠中的应用

介绍了利用中国余数定理求解同余方程组的基本公式,并将中国余数定理引入到双基线InSAR相位解缠中。构造了关于干涉相位模糊数的同余方程组,设计了基于中国余数定理的双基线InSAR相位解缠方法,扩展了相位解缠的非模糊区间,为解决干涉相位欠采样区域的相位解缠难题奠定了基础。利用不同地区的多套DEM仿真的双基线InSAR干涉图进行了相位解缠实验,得到了满意的解缠结果,验证了该方法在干涉相位欠采样等区域的解缠能力。     

一种容积信息滤波局部迭代相位解缠方法

本文针对低信噪比干涉图相位解缠难题,提出了一种容积信息滤波局部迭代相位解缠方法。先采用基于修正矩阵束模型的局部相位梯度估计算法获取待解缠像元局部窗口相位梯度信息,通过引入堆排序的质量图指引相位解缠路径,再利用容积信息滤波算法在待解缠像元局部窗口内逐像元递推进行一维状态估计,直至遍历局部窗口内所有相邻像元,即可获得待解缠像元的状态估计,在保持解缠效率的同时提高了相位解缠精度。模拟和实测数据结果证明了本文算法的有效性。     

一种改进的多基线相位展开方法

针对最大似然估计的多基线InSAR相位解缠算法对噪声比较敏感且难以解缠低信噪比干涉图的缺点,该文提出一种多基线迭代与最大似然估计相结合的多基线相位展开方法。首先利用多基线迭代法得到最长基线干涉图粗略的干涉相位;然后在以此粗略相位为中心的相位区间里,利用多基线最大似然估计得到最长基线干涉图的干涉相位精确估计值。该文采用仿真的金字塔场景、多山场景以及城市场景干涉图进行相位解缠实验。实验表明,该方法的相位展开精度比多基线迭代法和最大似然估计法都有了不同程度的提高。     

集群环境下的复合最小不连续相位解缠算法

提出了一种集群环境下的复合最小不连续相位解缠算法。首先主线程根据计算资源数将原始缠绕相位分为规则小块，并将未解缠相位块发送至空闲计算节点进行解缠。单块缠绕相位图解缠时，先计算相位质量图，并将缠绕相位分为高低质量区域，然后采用质量引导与最小不连续相结合的复合相位解缠策略进行解缠，最后将解缠结果和区域分割结果发送回主线程。完成所有分块缠绕相位解缠后，主线程在不同解缠相位块边界及其与边界相邻的低质量区域进行最小不连续优化来获取最终的解缠相位。通过集群环境下的并行相位解缠试验，验证了所提算法的正确性和高效性。     

相位解缠的CKF局部多项式系数递推估计法

为从含噪干涉相位数据中估计出解缠相位,本文提出相位解缠的CKF局部多项式系数递推估计法。利用基于修正矩阵束模型的局部相位梯度估计算法(AMPM)来获取多项式系数中的梯度信息,在此基础上获得局部多项式系数初始值(即状态变量初值),最后利用容积卡尔曼滤波(CKF)算法递推估计多项式系数状态估计值,从而获得解缠相位。可根据干涉图条纹密度以及相位噪声情况,分别采用逐行(或逐列)扫描方式或质量图引导策略引导容积卡尔曼滤波器解缠干涉图缠绕像元。模拟样例与实测数据试验结果表明,与其他同类方法相比,本文算法能从噪声干涉图中获得更高的解缠精度。