Коберниченко Виктор Григорьевич, Сосновский Андрей Васильевич (Ural Federal University) Методы Оценивания Интерферометрической Когерентности При Обработке Данных AIST Conference 2015 http://aistconf.org

1. Коберниченко Виктор Григорьевич, к.т.н.,
профессор кафедры теоретических основ
радиотехники,
Сосновский Андрей Васильевич, вед. инж.
МЕТОДЫ ОЦЕНИВАНИЯ
ИНТЕРФЕРОМЕТРИЧЕСКОЙ КОГЕРЕНТНОСТИ
ПРИ ОБРАБОТКЕ ДАННЫХ РСА
AIST-2015, г. Екатеринбург

2. ПРИЧИНЫ УХУДШЕНИЯ КОГЕРЕНТНОСТИ
РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ДАННЫХ
- геометрическая декорреляция – из-за различия
ракурсов обзора при съёмках;
- временная декорреляция - изменениями
поверхности и среды распространения;
- объёмное рассеяние.

3. Когерентность пар эхо-сигналов
(данные РСА ALOS PALSAR)
низкая
«высокая»
«умеренная»
карта когерентности интерферограмма

4. Когерентность пар эхо-сигналов
(сечения)
«высокая»«низкая»
Сечение
карты
когерентности
Сечение
абсолютной
фазы

5. Различные оценки когерентности
( , )
1 2
2 2 2
1 2
( , ) ( , )
ˆ
( , ) ( , )
jФ i j
z i j z i j e
z i j z i j
γ
−
× ×
=
×
∑
∑ ∑
)
&
1 2
1
2 2
1 1
( , ) ( , )
( , ) ( , )
I i j I i j
I i j I i j
γ
×
=
×
∑
∑ ∑
o o
o o
1 2
0 2 2
1 2
( , ) ( , )
ˆ
( , ) ( , )
z i j z i j
z i j z i j
γ
×
=
×
∑
∑ ∑
&
{ }2 2
1,2 1,2 1,2( , ) ( , ) ( , )I i j z i j M z i j= −
o
& &
- топографическая фаза из внешнего
источника рельефа
( , )Ф i j
)
(«Siegert magnitude estimate»; Guarnieri, Pratti - 1997)
- стандартная оценка
,
,

6. Изменение оценки под влиянием уклона
относительной фазы
0 20 40 60 80 100
-2
0
2
0 20 40 60 80 100
-2
0
2
0 20 40 60 80 100
-2
0
2
0
ˆ 0.99γ =
0
ˆ 0.80γ =
0
ˆ 0.21γ =
0
ˆγ

7. Изменение оценки под влиянием уклона
фазы
0 50 100 150 200 250 300 350
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 50 100 150 200 250 300 350
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
При фиксированном размере (окна)
выборки (N=10)
При фиксированном коэффициенте
корреляции (r=0.7)
0
ˆγ
Угол, градусы Угол, градусы
N=3,10,25

8. 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
0
0.2
0.4
0.6
0.8
{ }0(1)
ˆM γ γ−
{ }0(1)
ˆD γ γ−
N = 2
10
50
200 21050
200
2
10
50
200
2
10
50
200
Смещения и с.к.о. оценок и0
ˆγ 1
ˆγ
0
ˆγ 1
ˆγ

9. Оценка когерентности , нечувствительная
к уклону фазы
1 2
3 2 2
1 2
( , ) ( , )
ˆ
( , ) ( , )
w i j w i j
w i j w i j
γ
×
=
×
∑
∑ ∑
&
& &
1,2 1,2 1,2( , ) ( , ) ( 1, 1)w i j z i j z i j= × − −& &,
{ }3
ˆM γ γ−
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
{ }3
ˆD γ γ−
N = 2
10
50
200
3
ˆγ

10. ИЗМЕНЕНИЕ ОЦЕНКИ
ПОД ВЛИЯНИЕМ УКЛОНА ФАЗЫ
3
ˆγ
При фиксированном размере
(окна) выборки (N=10)
При фиксированном коэффициенте
корреляции (r=0.7)
N=3,10,25
Угол, градусы Угол, градусы

11. Сравнение оценок и
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
100 200 300 400 500
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
100 200 300 400 500
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
- фрагмент радиолокационного изображения
(ALOS PALSAR)
Оценки когерентности:
2
ˆγ 3
ˆγ
2
ˆγ 3
ˆγ

12. ПРИМЕНЕНИЯ КАРТЫ КОГЕРЕНТНОСТИ
 «отчуждение» повреждённых участков при
развёртывании фазы, выборе опорных точек и
преобразовании абсолютной фазы в ЦМР;
 использование в качестве параметра для
алгоритмов фильтрации фазового шума
(«частотный» адаптивный фильтр);
 классификация территорий.