[發明專利]用于檢測區域中的高度變化的方法和裝置

有效

• 申請號: 201210272179.7
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN103576146A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 丹尼勒·派瑞辛;林琿;李慶華
• 申請（專利權）人: 香港中文大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 余朦;付樂

技術領域

本申請涉及高度變化檢測，具體涉及用于檢測區域中的高度變化的方法和裝置。

背景技術

在高度檢測技術中通常使用高度分辨率和多譜光學數據來對動態環境下大范圍區域進行監測。然而，光學數據具有與天氣條件相關的缺陷（例如，需要在晴天）。由于合成孔徑雷達（SAR）能夠在各種大氣條件和觀測時間（白天或黑夜）下有效地對地球表面進行監測，近年來SAR圖像被迅速用于高度檢測中。從SAR圖像中獲得的一系列SAR數據越來越多地用于檢測地形運動和估計地形變化。通過對SAR圖像的相位信息進行處理，能夠以毫米級精度獲知穩固對象的位移。然而，這種技術僅能對不受變化影響的“永久”目標進行處理。

發明內容

根據本申請的一個方面，提供了用于檢測區域中的高度變化的方法，包括：基于在時間段內獲得的所述區域的多個SAR圖像，形成與所述區域相關聯的幅度-時間序列；檢測所述幅度-時間序列中的變化，并估計所述變化發生的時間；分別計算在所述變化之前和之后所述區域與參考點之間的高度差；以及根據計算出的高度差確定所述高度變化。

根據本申請的一個方面，提供了用于檢測區域中的高度變化的設備，包括：基于在時間段內獲得的所述區域的多個SAR圖像形成與所述區域相關聯的幅度-時間序列的裝置；檢測所述幅度-時間序列中的變化并估計所述變化發生的時間的裝置；分別計算在所述變化之前和之后所述區域與參考點之間的高度差的裝置；以及根據計算出的高度差確定所述高度變化的裝置。

附圖說明

圖1是根據本申請示例性實施方式對目標區域的高度變化進行檢測的方法的流程圖；

圖2是根據該區域的SAR圖像形成的與該區域相關聯的幅度-時間序列的實施例；

圖3示出了對本申請進行驗證得到的幅度-時間序列的實施例。

具體實施方式

下面，參照附圖對根據本申請的實施方式進行描述。

根據本申請的實施方式，提供了用于檢測目標區域中的高度變化的方法。如圖1示出了根據示例性實施方式的方法100。首先，在步驟S101，獲取目標區域在一定時間段內的一系列SAR圖像，并形成與該區域相關聯的幅度-時間序列，幅度-時間序列顯示該區域在不同時間點的幅度。每個SAR圖像對應于該時間段內的一個時間點，并包含該區域在該相應時間點時的信息。該信息可包括該目標區域的幅度信息（如雷達反射率）和相位信息。該目標區域可為大范圍區域內的任何適當的待監測區域。下文中，將“目標區域”也稱為“區域”或“目標”，并且以下描述適用于每個目標區域。

然后，在步驟S102，檢測幅度-時間序列中的變化，并估計該變化發生的時間。具體地，可從該時間段中的一個時間點將幅度-時間序列分為兩個組，然后對這兩個組的數據進行統計分析，以確定在該時間點是否發生了變化。發生變化的時間點能夠通過各種時間序列分析方法估計得到。例如，可使用的方法包括但不限于方差分析（ANOVA，analysis?of?variance），通過方差分析能夠得到觀察的時間段內明顯的階梯式變化。

當檢測到變化時，表明該區域的雷達目標反射率發生了變化。這種變化可能是由于區域的高度變化或者其他物理變化而產生的。為了識別是否發生了高度變化，在步驟S103，進行相位分析以計算在改變前后目標和參考點之間的高度差。參考點可以是目標附近高度不變的點。根據計算出的改變前后的兩個高度差，在步驟S104確定區域的高度變化。

圖2示出了幅度-時間序列的一個實施例，其中，該幅度-時間序列在t_change時刻發生雷達反射率的改變。如圖所示，在t_change時刻之前，區域的雷達反射率基本保持在值μ₁，而在t_change時刻之后，區域的雷達反射率基本保持在值μ₂。這種變化表明，在t_change時刻區域的結構發生了變化。因而，當在幅度-時間序列中檢測到變化時，可采用例如ANOVA等時間序列分析方法來識別出改變發生的時間。