技术摘要：
本申请实施例公开了一种基于外部DEM的InSAR基线误差无控改正方法及装置。该方法包括获取监测区的外部DEM高程值，SAR主、辅图像对及其初始基线；基于该初始基线，利用InSAR生成监测区域SAR坐标系下的初始高程值，初始高程值含有基线误差高程值；通过地理编码将外部DEM高  全部
背景技术：
采用干涉测量技术的合成孔径雷达，即干涉雷达(InSAR，Synthetic  Aperture  Radar  Interferometry)，是新近发展起来的空间对地观测技术，是传统的合成孔径雷达 (SAR，Synthetic  Aperture  Radar)遥感技术与射电天文干涉技术相结合的产物。它利用雷 达向目标区域发射微波，然后接收目标反射的回波，得到同一目标区域成像的SAR复图像 对，若复图像对之间存在相干条件，SAR复图像对共轭相乘可以得到干涉图，根据干涉图的 相位值，得出两次成像中微波的路程差，从而计算出目标地区的地形、地貌以及表面的微小 变化，可用于数字高程模型建立、地壳形变探测等。 根据InSAR技术获取高精度的地表三维信息，需要高精度的卫星轨道状态矢量用 于计算空间基线矢量。在InSAR数据处理中，平行基线被用来计算参考平地相位，参考平地 相位计算的准确性将直接影响到地形相位与形变相位，若平行基线估计不精确，参考平地 相位残余误差将被误认为是地形相位或形变相位的分量，这将降低干涉测量结果的精度与 可靠性。垂直基线则反映了系统对地表高度变化的敏感度，地面高度变化越大，则干涉条纹 越密，反过来，相同的地表高度变化，垂直基线越大，干涉条纹越密，相位变化对高程变化越 敏感。同时，垂直基线是地形相位到高程转换关系式中的比例因子，垂直基线的误差将以倍 增的方式直接传递到生成的高程图中，小量级的基线误差会使高程图存在一个高量级的高 度误差。因此，在雷达干涉数据处理过程中，初始基线的估计起着关键的作用。目前，初始基 线的估计主要基于卫星轨道状态矢量计算，但是其易受状态矢量精度因素的影响，导致难 以获取精确的基线估计结果。 现有技术中针对初始基线估计不精确问题采用的方法，有基于干涉图条纹频率的 基线精化方法，但该方法适用范围有限，只适用于没有地形起伏的平坦地区，且求出的垂直 基线只是局部区域的值；还有基于地面控制点的基线精化方法，该方法利用在图像上均匀 分布且位于平坦地区的若干控制点，计算水平向和竖直向基线改正参数，但是该方法高度 依赖地面控制点，而通常情况下地面控制点难以获得，特别是在地形起伏较大地区更是无 法保证均匀分布，因此直接影响基线改正参数结果，进而影响DEM(数字高程模型，Digital  Elevation  Model)高程或DSM(数字地表模型，Digital  Surface  Model)高程精度。
技术实现要素：
本申请实施例提供了一种基于外部DEM的InSAR基线误差无控改正方法及装置，可 以在改正InSAR基线误差时避免受到地形条件的限制，且无需人工选取地面控制点，从而实 现InSAR基线误差的高精度快速改正，有利于生成高精度的数字高程模型(DEM)或数字表面 模型(DSM)。 4 CN 111580101 A 说　明　书 2/7 页 第一方面，本申请实施例提供了一种基于外部DEM的InSAR基线误差无控改正方 法，所述方法包括： 获取监测区域的外部DEM高程值，SAR主、辅图像对以及该SAR主、辅图像对的初始 基线； 基于所述SAR主、辅图像对的初始基线，利用InSAR生成该监测区域SAR坐标系下的 初始高程值，所述初始高程值含有基线误差高程值； 通过地理编码，将所述外部DEM高程值转换到SAR坐标系，得到SAR坐标系下的外部 DEM高程值； 将所述初始高程值减去所述SAR坐标系下的外部DEM高程值，得到差分高程，所述 差分高程包括基线误差高程和真实高程差； 根据多项式拟合所述差分高程，获取所述基线误差高程趋势面； 将所述初始高程值减去所述基线误差高程趋势面，得到该监测区域的精确高程 值。 作为一种可能的实施方式，所述基于所述SAR主、辅图像对的初始基线，利用InSAR 生成该监测区域SAR坐标系下的初始高程值，包括基于所述SAR主、辅图像对的初始基线，利 用InSAR对其进行干涉处理，生成该监测区域SAR坐标系下的初始高程值；其中，所述干涉处 理包括依次进行干涉图生成、平地相位生成与去除、相位滤波、相位解缠、相位到高程转换 处理。 作为一种可能的实施方式，所述通过地理编码，将所述外部DEM高程值转换到SAR 坐标系，得到SAR坐标系下的外部DEM高程值，包括利用SAR主图像自带的头文件信息，对所 述外部DEM高程值进行地理编码，将其转换到SAR坐标系，得到SAR坐标系下的外部DEM高程 值。 作为一种可能的实施方式，在所述根据多项式拟合所述差分高程之前，包括从所 述差分高程中采样。 作为一种可能的实施方式，所述多项式包括Δh＝a0 a1·x a2·y a3·x·y，其 中，Δh为采样点差分高程，x和y分别为采样点距离向和方位向像元坐标，a0、a1、a2、a3为多 项式系数。 第二方面，本申请实施例提供了一种基于外部DEM的InSAR基线误差无控改正装 置，所述装置包括： 信息获取模块，用于获取监测区域的外部DEM高程值，SAR主、辅图像对以及该SAR 主、辅图像对的初始基线； 第一处理模块，用于基于所述SAR主、辅图像对的初始基线，利用InSAR生成该监测 区域SAR坐标系下的初始高程值，所述初始高程值含有基线误差高程值； 第二处理模块，用于通过地理编码，将所述外部DEM高程值转换到SAR坐标系，得到 SAR坐标系下的外部DEM高程值； 第三处理模块，用于将所述初始高程值减去所述SAR坐标系下的外部DEM高程值， 得到差分高程，所述差分高程包括基线误差高程和真实高程差； 第四处理模块，用于根据多项式拟合所述差分高程，获取所述基线误差高程趋势 面； 5 CN 111580101 A 说　明　书 3/7 页 第五处理模块，用于将所述初始高程值减去所述基线误差高程趋势面，得到该监 测区域的精确高程值。 作为一种可能的实施方式，所述第一处理模块包括基于所述SAR主、辅图像对的初 始基线，利用InSAR对其进行干涉处理，生成该监测区域SAR坐标系下的初始高程值；其中， 所述干涉处理包括依次进行干涉图生成、平地相位生成与去除、相位滤波、相位解缠、相位 到高程转换处理。 作为一种可能的实施方式，所述第二处理模块包括利用SAR主图像自带的头文件 信息，对所述外部DEM高程值进行地理编码，将其转换到SAR坐标系，得到SAR坐标系下的外 部DEM高程值。 作为一种可能的实施方式，所述第四处理模块中，在所述根据多项式拟合所述差 分高程之前，包括从所述差分高程中采样。 作为一种可能的实施方式，所述多项式包括Δh＝a0 a1·x a2·y a3·x·y，其 中，Δh为采样点差分高程，x和y分别为采样点距离向和方位向像元坐标，a0、a1、a2、a3为多 项式系数。 本申请实施例具有如下有益效果： 本申请实施例通过获取监测区域的外部DEM高程值，SAR主、辅图像对以及该SAR 主、辅图像对的初始基线；基于所述SAR主、辅图像对的初始基线，利用InSAR生成该监测区 域SAR坐标系下的初始高程值，所述初始高程值含有基线误差高程值；通过地理编码，将所 述外部DEM高程值转换到SAR坐标系，得到SAR坐标系下的外部DEM高程值；将所述初始高程 值减去所述SAR坐标系下的外部DEM高程值，得到差分高程，所述差分高程包括基线误差高 程和真实高程差；根据多项式拟合所述差分高程，获取所述基线误差高程趋势面；将所述初 始高程值减去所述基线误差高程趋势面，得到该监测区域的精确高程值，可以在改正InSAR 基线误差时避免受到地形条件的限制，且无需人工选取地面控制点，从而实现InSAR基线误 差的高精度快速改正，有利于生成高精度的数字高程模型(DEM)或数字表面模型(DSM)。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例的描述中所需要 使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。 图1是本申请提供的一种基于外部DEM的InSAR基线误差无控改正方法实施例的流 程示意图； 图2是本申请提供的一种基于外部DEM的InSAR基线误差无控改正方法实施例中监 测区域采用TerraSAR-X模式获取的主SAR图像多视幅度的示意图； 图3是本申请提供的一种基于外部DEM的InSAR基线误差无控改正方法实施例中地 理编码后的监测区域SAR坐标系下的SRTM  DEM数据的示意图； 图4是本申请提供的一种基于外部DEM的InSAR基线误差无控改正方法实施例中基 于InSAR生成的SAR坐标系下的初始高程值的示意图； 图5是本申请提供的一种基于外部DEM的InSAR基线误差无控改正方法实施例中初 6 CN 111580101 A 说　明　书 4/7 页 始高程值减去SRTM  DEM得到的差分高程的示意图； 图6是本申请提供的一种基于外部DEM的InSAR基线误差无控改正方法实施例中对 于差分高程利用二次多项式拟合得到的基线误差高程趋势面的示意图； 图7是本申请提供的一种基于外部DEM的InSAR基线误差无控改正方法实施例中从 初始高程值减去基线误差高程趋势面得到的精确高程的示意图； 图8是现有GCP基线改正方法中基于InSAR生成的解缠后的相位及12个GCP分布位 置的示意图； 图9是现有GCP基线改正方法中基于12个GCP改正后的基线生成的高程的示意图； 图10是本申请提供的一种基于外部DEM的InSAR基线误差无控改正方法实施例得 到的精确高程减去SRTM  DEM高程得到的高程差值的示意图； 图11是现有GCP基线改正方法得到的高程减去SRTM  DEM高程得到的高程差值的示 意图。 图12为本申请提供的一种基于外部DEM的InSAR基线误差无控改正装置实施例的 结构示意图。