InSAR干涉图滤波方法比较与分析

姓名：吴然（19871204），性别：女，民族：汉；籍贯：山东省菏泽市成武县，学历：研究生，单位：长安大学，研究方向：InSAR同震形变监测及位错反演

摘要：InSAR数据处理后得到的干涉图周期不明显，因此需要对干涉图进行滤波处理。分别运用均值滤波和Goldstein滤波法进行计算分析，经过比较，均值滤波方法滤波后，损失干涉条纹边缘数据，仍存在一定的噪声。Goldstein自适应滤波能保存较多的边缘信息，滤波效果更好。

关键词：InSAR ；滤波；干涉图

1.均值滤波

首先在图像上选取一个像素点，围绕像素点取一个窗口，计算窗口内所有点的相位均值，用该值替换该窗口内中心像素点相位值，进行相位平滑。若平滑窗大小为M N，滤波后数据为：

2.Goldstein滤波

（2.1）

其中， 是滤波参数，滤波效果及精度都取决于 的大小。若 较大，则滤波后干涉图就会有残余相位，分辨率相应降低；若较小，滤波的强度较弱，去噪声的效果不太理想。Baran和Kampes在该法的基础上引入用相干系数来代替作为滤波参数：

改进后的算法能够根据干涉图各部分的绝对相干值进行自适应滤波，即对高相干区域，滤波程度较弱；对低相干区域，滤波程度较强。

3.实验与比较分析

为了比较两种滤波的优缺点，用表格中几方面进行比较。其中均值u表示灰度变化，相对标准差RV表示图像的灰度动态变化的范围，当相对标准差越小，去除斑点噪声的效果越好；等效视数ENL去除噪声的强弱。

图像均值 均在0.21左右，都与原始图像的均值接近，表明两种滤波算法都保留了原始影像的平均后向散射系数，原始影像的相对标准差为1.6195，滤波后的都比原始影像的要小；原始影像的等效试数ENL为0.3814，滤波后的ENL都比原始影像的要大，同时由图2图3可看出两种滤波方法都具有都有一定的滤除及抑制斑点噪声的能力。但是相对来讲，均值滤波方法的均值偏离原始影像大一些，仍存在一定的噪声。而Goldstein自适应滤波能保存较多的边缘信息，所以Goldstein自适应滤波法则要优于均值滤波法。

4.结论

本文简述干涉图滤波的方法，比较了均值滤波方法和Goldstein滤波的特点和各自的参数对相位解缠精度的影响，指出对于研究区域，均值滤波方法结果有一定的偏差，干涉条纹边缘有损失，而Goldstein滤波避免了均值滤波法中对干涉条纹边缘部分的损失，经过比较，图像的相对标准差都普遍低于原始图像，说明试验中的滤波算法都具有一定的滤除和抑制斑点噪声的能力。

参考文献

[1].Amelung F， Galloway D L， Bell J W， et al. Sensing the ups and downs of Las Vegas： InSAR reveals structural control of land subsidence and aquifer-system deformation[J]. Geology， 1999， （6）： 483-486.

[2].Baran I， Stewart M P， Kampes B M， et al. A modification to the Goldstein radar interferogram filter[J]. Geoscience and Remote Sensing， IEEE Transactions on， 2003， 41（9）： 2114-2118.

[3].Becek K. Investigation of elevation bias of the SRTM C-and X-Band Digital elevation Models[J]. International Archives of the Photogrammetry， Remote Sensing and Spatial Information Sciences， 2008， （37）： 105-110.

[4].李新生.西安地面沉降环境问题研究[D].西安：西安地质学院，1994

[5].廖明生， 林珲. 雷达干涉测量： 原理与信号处理基础[M]. 测绘出版社， 2003.

[6]. 李学军. InSAR 技术在大同矿区地面沉降监测中的应用研究 [D]. 太原： 太原理工大学， 2007.

[7].路旭， 匡绍君， 贾有良等. 用 INSAR作地面沉降监测的试验研究[J]. 地测量与地球动力学， 2002， （4）：66-70.

推荐访问:滤波 干涉 方法 分析 InSAR