面向高程反演的高分InSAR图像的复卷积稀疏表示去噪方法研究
批准号:
62101371
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
康健
依托单位:
学科分类:
信息获取与处理
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
康健
中文摘要
随着新一代对地观测SAR卫星向着大尺度、高分辨率、高重访频率等方向发展,由其得到的干涉图能在大尺度上更加精细地反演出所观测地物的高程信息。然而,现有的方法在干涉图去噪的精度及尺度上存在瓶颈。本项目聚焦干涉图去噪问题,通过研究复数域卷积稀疏表示方法的去噪模型与求解算法,确立大场景、高分辨率干涉图像下面向高程反演的干涉图去噪方法框架。具体包括:1)建立复数域卷积稀疏表示的干涉图去噪模型及相应的优化求解方法;2)结合区域高程拓扑结构等先验信息来提升卷积稀疏表示去噪模型的效果;3)研究基于卷积稀疏表示的多基线干涉图去噪模型及优化方法;4)优化所提方法的时效性。本项目突破了现有的方法在大尺度、高分辨率干涉图去噪下精度的瓶颈问题,对于大范围、高精度的高程反演具有重要意义。
英文摘要
As the next generation of SAR systems is developed towards the directions of large-scale, high-resolution and high-revisit frequency, the obtained interferograms can reconstruct the elevations of the observed areas with the preservations of details at a large scale. However, the conventional methods exist bottlenecks in the accuracy and scalability. This project will target on the denoising problem of interferograms, and develop the mathematical models based on convolutional sparse representation and the associated optimization algorithms in complex domain. Moreover, this project will provide the parallel version of the proposed methods, which will preserve the time efficiency for large-scale image processing. Specifically, the project is composed of: 1) developing the mathematical models based on convolutional sparse representation and the associated optimization algorithms in complex domain; 2) integrating the prior knowledge, such as the topography of area elevation into the reconstruction method based on convolutional sparse representation; 3) developing the multi-baseline interferogram denoising approach based on convolutional sparse representation; 4) extending the proposed methods into parallel version which can improve the time efficiency. The research of the project aims to promote the cross-disciplinary integration of mathematics, information, and remote sensing, and to improve the accuracy and efficiency of InSAR denoising methods, which can provide the solid base for elevation reconstruction from large-scale, high-resolution interferograms.
随着新一代对地观测SAR卫星向着大尺度、高分辨率、高重访频率等方向发展,由其得到的干涉图能在大尺度上更加精细地反演出所观测地物的高程信息。然而,现有的方法在干涉图恢复的效果上仍然存在诸多问题,例如干涉图中的信号高频成分恢复精度差、干涉相位解缠结果具有阶梯效应等,这些问题制约了后续面向复杂地形的高分辨数字高程模型(DEM)反演的精度。针对上述问题,本项目深入开展了面向高精度DEM反演的InSAR图像去噪方法研究。首先,提出了多尺度复数域卷积稀疏编码方法(MsComCSC),使学习到的卷积字典能更好地适应地物类别空间尺度多样的特点,能更有效地恢复干涉图中的相位细节;其次,考虑到干涉图在空间上的相位质量差异,进一步提出一种相干系数引导的复数域卷积稀疏编码方法(CoComCSC),从而有效地避免稀疏系数的求解易受到低质量观测相位的影响;然后,针对干涉图整体相干性较高,但存在稀疏分布的相干性较低的异常点的情况,提出了鲁棒的相干系数引导的复数域卷积稀疏编码方法(CoComCSC-L1/CoComCSC-Huber);最后,还提出了一种更加高效的求解稀疏编码中线性系统子问题的方法,减少了约10%的计算时间。通过对美国凤凰城地区的RADARSAT-2等一些实际数据的处理分析,所提出的方法得到的DEM反演结果相对于常用的航天飞机雷达地形测绘任务(SRTM)所提供的DEM具有更高的精度与更优越的空间分辨率。
Moire系统平带中的拓扑及电子关联特性研究
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批准号:12074276
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项目类别:面上项目
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资助金额:63.0万元
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批准年份:2020
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负责人:康健
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依托单位:
国内基金
海外基金