[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于引導(dǎo)濾波的多基線DEM融合方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010467199.4
• 申請(qǐng)日: 2020-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111696207B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉玲;陳益飛;劉植;師君;韋順軍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06T17/05
• 分類(lèi)號(hào): G06T17/05;G06T5/50;G06T5/10;G06T5/00;G01S13/90
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專(zhuān)利中心 51203
• 代理人: 曾磊

1.一種基于引導(dǎo)濾波的多基線DEM融合方法，其特征是它包括以下步驟：

步驟1、初始化基于引導(dǎo)濾波的多基線DEM融合方法所需的參數(shù)

初始化基于引導(dǎo)濾波的多基線DEM融合方法所需的參數(shù)，包括：多基線InSAR數(shù)據(jù)組數(shù)，記為L(zhǎng)，第i組DEM數(shù)據(jù)，記為Hⁱ，i＝1,2,…,L；第i組干涉相位，記為第i組解纏相位，記為φ_i，i＝1,2,…,L；第i組垂直基線長(zhǎng)度，記為B_⊥i，i＝1,2,…,L；第i組兩幅SAR復(fù)圖像間相干系數(shù)，記為γ_i，i＝1,2,…,L；參考斜距，記為R；雷達(dá)入射角，記為θ；雷達(dá)載頻波長(zhǎng)，記為λ；先驗(yàn)信息構(gòu)成的基準(zhǔn)層地形，記為B；干涉場(chǎng)景原始SAR圖像幅度信息，記為G；引導(dǎo)濾波的局部窗大小，記為ω_k；控制引導(dǎo)濾波程度的正則化參數(shù)，記為ε；

步驟2、計(jì)算細(xì)節(jié)層地形

采用公式Dⁱ＝Hⁱ-B，計(jì)算得到第i組DEM數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)層地形，記為Dⁱ，i＝1,2,…,L；其中Hⁱ為步驟1中初始化的多基線InSAR第i組DEM數(shù)據(jù)，B為步驟1中初始化的先驗(yàn)信息構(gòu)成的基準(zhǔn)層地形；

步驟3、在局部窗中，計(jì)算細(xì)節(jié)地形層的均值，原始SAR幅度圖像的均值和方差

采用公式計(jì)算得到第i組細(xì)節(jié)地形層在局部窗ω_k中的均值，記為i＝1,2,…,L；采用公式計(jì)算得到原始SAR幅度圖像在局部窗ω_k中的均值，記為μ_k；采用公式計(jì)算得到原始SAR幅度圖像在局部窗ω_k中的方差，記為其中為第i組細(xì)節(jié)地形層在局部窗ω_k中第j個(gè)像素點(diǎn)的取值，N表示包含當(dāng)前像素點(diǎn)j的局部窗個(gè)數(shù)，L表示步驟1中初始化的多基線InSAR數(shù)據(jù)組數(shù)，ω_k表示步驟1中初始化的局部窗大小，j表示在ω_k局部窗中的第j個(gè)像素點(diǎn)，G_j為原始SAR幅度圖像在局部窗ω_k中的第j個(gè)像素點(diǎn)的取值；

步驟4、計(jì)算局部窗對(duì)應(yīng)的線性系數(shù)

采用公式計(jì)算得到第i組細(xì)節(jié)地形層在局部窗ω_k中對(duì)應(yīng)的線性乘積系數(shù)，記為采用公式計(jì)算得到第i組細(xì)節(jié)地形層在局部窗ω_k中對(duì)應(yīng)的線性相加系數(shù)，記為其中G_j為原始SAR幅度圖像在局部窗ω_k中的第j個(gè)像素點(diǎn)的取值，為第i組細(xì)節(jié)地形層在局部窗ω_k中第j個(gè)像素點(diǎn)的取值，為步驟3中的第i組細(xì)節(jié)地形層在局部窗ω_k中的均值，μ_k為步驟3中的原始SAR幅度圖像在局部窗ω_k中的均值，為步驟3中的原始SAR幅度圖像在局部窗ω_k中的方差，N表示包含當(dāng)前像素點(diǎn)j的局部窗個(gè)數(shù)，L表示步驟1中初始化的多基線InSAR數(shù)據(jù)組數(shù)，ε表示步驟1中初始化的正則化參數(shù)，ω_k表示步驟1中初始化的局部窗大小，j表示圖像的第j個(gè)像素點(diǎn)；

步驟5、計(jì)算所有局部窗對(duì)應(yīng)的線性系數(shù)平均值

采用公式計(jì)算得到第i組細(xì)節(jié)地形層在包含了像素點(diǎn)j的所有局部窗對(duì)應(yīng)的線性乘積系數(shù)平均值，記為采用公式計(jì)算得到第i組細(xì)節(jié)地形層在包含了像素點(diǎn)j的所有局部窗對(duì)應(yīng)的線性相加系數(shù)平均值，記為其中為第i組細(xì)節(jié)地形層在包含了像素點(diǎn)j的所有局部窗中第n個(gè)局部窗對(duì)應(yīng)的線性乘積系數(shù)，為第i組細(xì)節(jié)地形層在包含了像素點(diǎn)j的所有局部窗中第n個(gè)局部窗對(duì)應(yīng)的線性相加系數(shù)，N表示包含當(dāng)前像素點(diǎn)j的局部窗個(gè)數(shù)，L表示步驟1中初始化的多基線InSAR數(shù)據(jù)組數(shù)，ω_(j)表示包含像素點(diǎn)j的所有局部窗集合，n表示在包含了像素點(diǎn)j的所有局部窗中第n個(gè)局部窗；

步驟6、對(duì)各單基線細(xì)節(jié)層DEM進(jìn)行引導(dǎo)濾波處理

采用公式計(jì)算得到第i組經(jīng)引導(dǎo)濾波處理后的細(xì)節(jié)層DEM，記為GDⁱ，i＝1,2,…,L；其中為步驟5中的第i組細(xì)節(jié)地形層在包含了像素點(diǎn)j的所有局部窗對(duì)應(yīng)的線性乘積系數(shù)平均值，為步驟5中第i組細(xì)節(jié)地形層在包含了像素點(diǎn)j的所有局部窗對(duì)應(yīng)的線性相加系數(shù)平均值，G_j為原始SAR幅度圖像在局部窗ω_k中的第j個(gè)像素點(diǎn)的取值，j表示圖像的第j個(gè)像素點(diǎn)，X表示圖像的所有像素點(diǎn)集合；

步驟7、計(jì)算多基線InSAR融合權(quán)重

采用公式計(jì)算得到第i組干涉相位的概率密度函數(shù)，記為采用公式計(jì)算得到第i組干涉相位的估計(jì)方差，記為i＝1,2,…,L；采用公式計(jì)算得到第i組高程模糊度，記為H_amb,i，i＝1,2,…,L；采用公式計(jì)算得到第i組高度估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差，記為σ_h,i，i＝1,2,…,L；采用公式計(jì)算得到第i組DEM的融合權(quán)重，記為W_i，i＝1,2,…,L；其中為步驟1中初始化的第i組干涉相位，φ_i為步驟1中初始化的第i組解纏相位，B_⊥i為步驟1中初始化的第i組垂直基線長(zhǎng)度，γ_i為步驟1中初始化的第i組兩幅SAR復(fù)圖像間相干系數(shù)，R為步驟1中初始化的雷達(dá)參考斜距，θ為步驟1中初始化的入射角，λ為步驟1中初始化的雷達(dá)載頻波長(zhǎng)，L為步驟1中初始化的多基線InSAR數(shù)據(jù)組數(shù)；

步驟8、重構(gòu)出基于引導(dǎo)濾波的多基線InSAR融合DEM

采用公式計(jì)算得到加權(quán)融合后的細(xì)節(jié)層地形，記為采用公式計(jì)算得到多基線InSAR融合DEM，記為DEM_fused；其中GDⁱ為步驟6中的第i組經(jīng)引導(dǎo)濾波處理后的細(xì)節(jié)層DEM，W_i表示步驟7中的第i組DEM的融合權(quán)重，L表示步驟1中初始化的多基線InSAR數(shù)據(jù)組數(shù)，B為步驟1中初始化的先驗(yàn)信息構(gòu)成的基準(zhǔn)層地形；

經(jīng)過(guò)以上步驟，得到基于引導(dǎo)濾波的多基線DEM融合方法處理的數(shù)字高程模型DEM_fused。