[發明專利]合成孔徑雷達干涉測量數據中建筑物屬性數據的提取方法

在審

• 申請號: 201510217274.0
• 申請日: 2015-04-29
• 公開（公告）號: CN104793207A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 王杰;孫鐵;陳楚;吳正鵬;楊魁
• 申請（專利權）人: 天津市測繪院
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域：

本發明涉及合成孔徑雷達技術，進一步涉及合成孔徑雷達干涉測量數據中建筑物屬性數據的提取方法。

背景技術：

作為一種重要的遙感對地監測手段，合成孔徑雷達干涉測量(Interferometry?Synthetic?Aperture?Radar，InSAR)可以監測的目標包含有地表各種復雜的地物，如建筑物、建筑物、橋梁、地面等。不同的地物覆蓋基礎結構差異極大，地面沉降表現出來的特征受多種因素的影響。對大區域尺度的地面形變的分析，可近似認為像元點的形變率代表了地面的真實形變，然而，對建筑物和工程設施密集的城市，這種假設的合理性就不存在。以建筑物為例，建筑物的樁基結構千差萬別，特別是高層建筑物自身地基處理時有樁基加固措施，樁基的著力點在地層深處。建筑自身的重力所表現出的下沉現象，反映的是建筑物通過樁基與深層地層的相互作用的結果，建筑物與地表的支撐力沒有直接關系，與無附載的地表所表現的地面下沉有完全的區別，無附載地表的沉降與建筑物的沉降無論在時間與速率上都有不同的表現。因此從沉降目標分析，有必要將建筑物、地面等不同類型的永久散射體(Permanent?Scatter,PS)點區分開來。

從沉降機理角度分析，地面沉降類型按成因可劃分為自然因素和人為因素類型。自然因素類型主要為地質構造運動和土次固結引發的沉降等；人為因素類型主要有超量抽取地下水、工程建設引發的地面沉降等。且兩者表現出來的特征也不相同。前者具有整體性，其對應的監測信息的特點在于一定范圍內具有變化緩慢、梯度小等特點，具有可內插性；后者具有局部性，其對應的監測信息的特點在于相對于周圍地物而言具有變化梯度大、影響范圍有限等特點。因此通過從沉降機理的理論角度進行分析可知，不同類型地物目標的沉降機理存在差異，沉降信息特征也因此表現出不同的特征，因此應當開展PS點的屬性分類工作。

發明內容：

本發明的目的在于提出基于地理信息數據庫，提出了PS數據中建筑物屬性數據的提取方法。

合成孔徑雷達干涉測量數據中建筑物屬性數據的提取方法，包括如下步驟：

導入建筑物地理數據，至少包括建筑物頂部的經度、緯度和高度；

將建筑物邊界的數據沿東西方向外擴T_x，將建筑物邊界的數據沿南北方向外擴T_y，垂直方向整體上移T_z，重新確定建筑物新邊界；所述T_x為合成孔徑雷達干涉測量數據東西方向的定位誤差，T_y為合成孔徑雷達干涉測量數據東西方向的定位誤差；T_z為合成孔徑雷達干涉測量數據垂直方向的定位誤差；

判斷每個PS點是否落入建筑物新邊界，如果是，提取該數據；如果否，剔除該數據；

獲得提取后的第一數據集，該數據集內的PS點屬性為建筑物。

作為優選方案，還結合影像特征，包括如下后續步驟：

判斷第一數據集內PS點圖像的灰度值是否在V_min與V_max之間，如果是，進一步提取該數據；如果否，剔除該數據；V_min為建筑物屬性PS點的最小亮度值，V_max為建筑物屬性PS點的最大亮度值；

獲得進一步提取后的第二數據集，該數據集內的PS點屬性為建筑物。

作為更進一步的優選方案，V_min＝170；V_max＝255。

本發明相對于現有技術的優點在于：

(一)經過時序InSAR數據采用本發明方法對建筑物屬性數據提取，PS點的正確率為87.3％。

(二)如果以影像特征為依據進一步進行建筑物屬性數據提取，PS點的正確率為95.8％。

(三)屬性數據提取后進行的建筑物沉降監測結果與水準測量相比的符合精度優于5mm，能滿足PS-InSAR開展高精度地面沉降監測的需求。

附圖說明：

圖1代表本發明在東西方向外擴、南北方向外擴、垂直方向抬升的示意圖；圖中，圍成的立方體代表地理數據所確定的建筑物邊界，圍成的立方體代表東西方向外擴、南北方向外擴、垂直方向抬升后所確定的建筑物邊界。

具體實施方式：

實施例：

(1)地理編碼誤差分析