基于特征点的SAR影像配准方法
2021-12-06刘智勇来立永张耿斌祁宏昌潘屹峰彭林才吴希文
刘智勇 来立永 张耿斌 祁宏昌潘屹峰 彭林才 吴希文
1)广东电网有限责任公司, 广州供电局, 广州 510620 2)中科云图科技有限公司, 郑州 450003 3)广东工业大学, 土木与交通工程学院, 广州 510006 4)广东工业大学, 大湾区城市环境安全与绿色发展教育部重点实验室, 广州 510006
0 引言
合成孔径雷达干涉测量技术(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)已被广泛应用于自然灾害的监测工作中, 如地震(Wangetal., 2007, 2009, 2019)、 地表沉降(王华等, 2014a; Ngetal., 2018)、 滑坡(Tarchietal., 2003; Sunetal., 2015)等。通常, 在形成干涉图之前需对SAR影像进行配准并重新采样到与参考影像(主影像)统一的网格上。配准作为InSAR数据处理的关键步骤, 其精度直接影响InSAR生成干涉图的质量。为了不影响生成干涉条纹的质量, 对于Stripmap/ScanSAR成像模式的影像配准误差必须要控制在0.125个像素以下(王超等, 2002), 对于方位向渐进式扫描的地形观测(Terrain Observation with Progressive Scans in azimuth, TOPS)成像模式, 其配准精度需要达到千分之一个像素才不至于影响干涉处理(吴文豪等, 2017)。
SAR影像配准主要用于匹配多时相、 多传感器或从不同视点拍摄的2个或多个影像(Brown, 1992)。常规的配准方法是在主强度图上按照一定的间距规则选取控制点, 即规则点(Regular Points, RP)。由于规则点的选取不考虑地面的散射特性, 在具有较高相干性的区域效果较好, 但在实际应用中, 规则点经常位于低相干、 失相干区域(例如大面积的水域、 植被茂密的森林或季节变化的农业区域等), 导致配准存在计算量大、 误匹配率高以及可靠性低等缺陷。
为了改善常规配准方法所存在的缺陷, 一些研究人员利用永久散射体(Permanent Scatterer, PS)、 孤立点(Isolated Points, IPs)等特殊点目标替代规则点进行配准。……
