[發明專利]一種融合拓撲分析技術的InSAR干涉圖降采樣方法

有效

• 申請號: 202011039785.5
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112147610B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 江國焰;許才軍
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 胡琦旖

本發明屬于圖像壓縮技術領域，公開了一種融合拓撲分析技術的InSAR干涉圖降采樣方法。在InSAR干涉圖的降采樣過程中，根據地震震源區信息，在干涉圖空間覆蓋范圍內設置近場和遠場兩個區域；并利用GIS拓撲分析技術識別干涉圖中像素所在的區域；對于兩個區域內的干涉圖降采樣分別采用兩套不同的參數。本發明解決了現有技術中傳統的四叉樹采樣方法在干涉圖遠場區域經常出現過采樣的問題，避免冗余數據的產生，有效降低數據量，提高數據壓縮效率。

技術領域

本發明涉及圖像壓縮技術領域，尤其涉及一種融合拓撲分析技術的InSAR干涉圖降采樣方法。

背景技術

合成孔徑雷達干涉測量(Interferometric Synthetic Aperture Radar，InSAR)是近幾十年迅速發展起來的一種能夠精確測定地表三維信息和高程變化信息的微波遙感新技術。它具有高分辨率、高覆蓋和不受區域環境與氣候約束的特征，能較好地解決傳統地表形變觀測中三維空間上由于人工布設觀測點獲取的形變信息量不足和惡劣區域信息采集困難等問題，故可獲取更多的形變信號和揭示更多的地球物理現象，為地球物理反演研究提供一種全新的途徑，因此InSAR被眾多學者認為是一種極具潛力的空間對地觀測新技術。然而，由于InSAR獲取的是基于像素的連續面狀形變數據，其包含的數據量較大，含有成千上萬數以百萬計的數據點，且這些數據在空間上高度相關，為了降低觀測數據之間的空間相關性，減少參與反演的數據個數，提高反演的效率，壓縮InSAR干涉圖數據量，是InSAR數據后處理的重要任務之一。

目前廣泛使用的方法是四叉樹采樣。該算法將影像均分為4個像素塊，分別計算各個像素塊內所有像元值的方差，并將其與預先設定的方差閾值進行比較，若某個像素塊的方差超過閾值，則需要將該像素塊進一步均為為4個新的更小的像素塊；重復上述過程直到收斂，即各個像素塊的方差均小于給定的閾值；最后計算分解后得到的各個像素塊內所有像元的均值，并將其重新賦給該像素塊內的所有元素。該方法彌補了均勻采樣的不足，可在保持形變基本特征信息的同時，對數據量進行有效的壓縮。然而，該方法也存在缺陷，即在噪聲比較大或距震中較遠的區域容易出現過采樣的現象。因為只要某一區域內的形變梯度較大，該方法就會提高采樣率，進而導致過采樣情況的出現。

發明內容

本發明通過提供一種融合拓撲分析技術的InSAR干涉圖降采樣方法，解決了現有技術中傳統的四叉樹采樣方法在遠場過采樣的問題。

本發明提供一種融合拓撲分析技術的InSAR干涉圖降采樣方法，根據地震震源區信息，在干涉圖的空間覆蓋范圍內設置近場區域和遠場區域；利用GIS拓撲分析技術識別干涉圖中像素所在的區域；對于所述近場區域內的干涉圖降采樣采用第一采樣參數，對于所述遠場區域內的干涉圖降采樣采用第二采樣參數。

優選的，所述融合拓撲分析技術的InSAR干涉圖降采樣方法包括以下步驟：

步驟1、導入InSAR干涉圖，根據地震震源區信息將所述InSAR干涉圖劃分為近場區域、遠場區域；

步驟2、添加0值像素擴充所述InSAR干涉圖，使擴充后的InSAR干涉圖的橫向和縱向像素個數相同；

步驟3、將所述擴充后的InSAR干涉圖分成大小相等的4個像素塊，計算每個像素塊內非0像素個數和所有像素塊的均方差；

步驟4、利用GIS拓撲分析技術判斷每個像素塊的中心坐標是否位于所述近場區域內；若位于所述近場區域內，則采用第一采樣參數進行降采樣；否則，采用第二采樣參數進行降采樣；

步驟5、重復步驟3-步驟4，直至收斂；

步驟6、計算分解后得到的每個像素塊內所有像素的均值，并將其重新賦給該像素塊內的每個像素。

優選的，所述步驟1中，將所述InSAR干涉圖導入至圖形界面，在圖形界面上繪制閉合曲線，將位于閉合曲線內的區域作為所述近場區域，將位于閉合曲線外的區域作為所述遠場區域。