理论教育 实例分析:二次曲面大气相位改正法在城市建筑监测中的应用

实例分析:二次曲面大气相位改正法在城市建筑监测中的应用

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:为验证二次曲面大气相位改正法的效果,以某稳定的城市建筑区为监测区域,进行监测分析。图7-9显示了提取的PS点在极坐标下的分布,可见提取的点位分布比较均匀且密度适中。由于观测的时间基线长达4h,空气中的温度湿度具有一定的变化,因此,解缠后的形变相位主要是大气成分。图7-11PS点空间解缠结果图7-12基于Kriging插值的APS图7-13经大气改正后的相位结果图7-14大气改正后的相位直方图

实例分析:二次曲面大气相位改正法在城市建筑监测中的应用

为验证二次曲面大气相位改正法的效果,以某稳定的城市建筑区为监测区域,进行监测分析。从图7-7可见,建筑物在雷达波束照射下具有较强的反射信号,大部分监测区域的信噪比在35dB以上,实验根据数据相干情况且顾及PS点的分布,设定相干阈值γ^>0.9和振幅离差指数<0.2,从连续监测影像中提取了3938个PS点(见图7-8)。图7-9显示了提取的PS点在极坐标下的分布,可见提取的点位分布比较均匀且密度适中。构建Delaunay三角网以检核边网稳定性,共生成了7859个三角形,但是其中有较大边长组成的狭长三角形。数据处理中设定边长阈值为20m,将大于此阈值的三角形从三角网中去除,小于此值则保留。经计算,一共剔除了248个含有大于20m边长的三角形,最终得到的检核三角网如图7-10所示。

图7-7 监测区域的信噪比(SNR)图

图7-8 双阈值法提取的PS点分布

图7-9 极坐标下的PS点分布

图7-10 三角网网边稳定性检核(www.daowen.com)

对剔除“奇异点”后的PS点进行空间解缠,得到解缠相位结果如图7-11所示。由于观测的时间基线长达4h,空气中的温度湿度具有一定的变化,因此,解缠后的形变相位主要是大气成分。利用上节提出的二次曲面拟合公式,通过最小二乘迭代求解多项式系数,再经Kriging可以得到每个像元上的大气相位进而得到整幅影像的大气相位屏(APS)(见图7-12)。图7-13描述了所有PS点经过大气改正的结果,可以看出相位结果准确地体现了监测区域建筑物自身的稳定性。为更加直观地分析大气改正的精度,将经过大气改正的所有PS点的相位进行直方图统计(见图7-14),可以看出改正后的形变相位主要在±0.5rad区间内,该相位值对应的视线向形变仅为0.7mm,证明基于二次曲面拟合的大气相位屏提取方法是可靠的,GBSAR观测数据中的大气扰动误差得到了有效的改正,最终取得了较为满意的监测结果。

图7-11 PS点空间解缠结果(rad)

图7-12 基于Kriging插值的APS(rad)

图7-13 经大气改正后的相位结果

图7-14 大气改正后的相位直方图

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