专利名称：基于单片InSAR影像的垂直地物高度测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于雷达干涉测量技术领域，尤其是涉及一种基于单片InSAR影像的 垂直地物高度测量系统。
背景技术：
InSARdnterferometric Synthetic Aperture Radar ；简称干涉雷达测量)技术 源于美国，在欧美发达国家得到不断完善与成熟，其应用领域也得到不断推广。对于InSAR 技术发达的国家，如美国和德国的空间信息化产业技术公司，已将实用化的机载高分辨率 InSAR技术作为一种新的、先进的技术手段，用于地形测绘、森林测量、资源调查和环境制 图、地质环境和灾害监测等方面，并且随着这一技术的快速发展，新的应用领域还在逐步拓 觅ο近几年，雷达干涉测量(InSAR)技术，特别是机载高分辨率InSAR技术作为一种新 的、先进的技术手段，已经逐渐应用于地形测绘。在我国它处于起步阶段，主要在机载InSAR 系统的研制阶段，地形测绘则刚刚起步，为此迫切需要开展机载高分辨率InSAR技术在地 形测绘方面的应用研究。由于基于单片InSAR影像的测图不同于立体测图，不能直接在影像上量测垂直地 物的高度或比高，需要借助三维DEM数据或野外人工量测，这样一来，工作量比较大、作业 过程比较繁琐。如图1所示，实际测量时，由于单片InSAR影像特殊的侧视成像机理，对于高出地 表的垂直地物，会产生阴影和叠掩现象。其中，阴影即雷达波束不能到达之处，因此地面上 该部分没有回波返回到雷达天线，从而在图像上形成阴影，阴影的影像呈现为黑色。阴影的 长度Lg与垂直地物高度h和侧视角θ之间满足公式h = LgSin θ cos θ。叠掩，即雷达波 束到垂直地物顶部A的时间比到垂直地物底部B的时间短，因而垂直地物的顶部影像a先 被记录，底部影像b后被记录，因此顶部影像a和底部影像b的位置在单片InSAR影像中不 是同一位置(但实际情况是正射投影A和B两点应为同一点)，因而在单片InSAR影像中产 生了 Lgl的投影宽度，而且Lgl与垂直地物的高度h存在如下关系h = Lgltan θ。总之，垂 直地物的高度h与其产生的阴影宽度Lg或叠掩宽度Lgl之间都存在着一定的关系，这就是 基于单片InSAR影像测量垂直地物高度系统的基本原理。目前，我国采用的数据采集系统主要是全数字航空摄影测量系统，该系统主要适 应于立体像对的数据采集，不适合基于单片InSAR影像的采集，而且对于垂直地物的高度 无法从单片InSAR影像中直接获取，因而需对现有的全数字航空摄影测量系统进行相应改 进，以适应单片InSAR影像采集的需要。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于 单片I nSAR影像的垂直地物高度测量系统，其设计合理、接线方便、使用操作简便且使用效果好、实用价值高，能有效解决现有单片InSAR影像上垂直地物的高度测量问题。为 解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种基于单片InSAR影像 的垂直地物高度测量系统，其特征在于包括用于输入机载InSAR系统的测量参数的数据 输入装置、对所述机载InSAR系统所测得的垂直地物的单片InSAR影像进行分析且对所述 单片InSAR影像上所存在的阴影宽度Lg或叠掩宽度Lgl进行量测的数据处理器、根据所述 机载InSAR系统测量参数中的入射角θ与量测得出的阴影宽度Lg或叠掩宽度Lgl且相应 利用公式h = LgSin θ cos θ或h = Lgltan θ计算得出所述垂直地物的高度h的地物高度 换算模块和与数据处理器相接的显示单元，所述数据输入装置和地物高度换算模块均与数 据处理器相接。上述基于单片InSAR影像的垂直地物高度测量系统，其特征是还包括与数据处 理器相接的数据存储单元。上述基于单片InSAR影像的垂直地物高度测量系统，其特征是所述数据输入装 置为控制键盘或数据接口设备。上述基于单片InSAR影像的垂直地物高度测量系统，其特征是所述数据接口设 备为USB接口。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、设计合理、电路接线方便且投入成本低。2、实现方便，不需对现有的InSAR数据采集系统作任何改变，只需将本实用新型 附加在现有InSAR数据采集系统的基础上，即可实现对单片InSAR影像中垂直地物高度进 行准确测量的目的。3、使用操作简便，工作量少，实际操作过程中，只需通过数据输入装置输入机载 InSAR系统的测量参数即可，之后本实用新型的数据处理器会自动调用地物高度换算模块 进行综合分析处理，并完成对垂直地物高度进行准确测量的目的。4、使用效果好且实用价值高、测量数据准确，能利用量测得出的单片InSAR影像 上的阴影宽度Lg或叠掩宽度Lgl，简便且较准确地对垂直地物的高度进行测量，其能有效解 决现有单片InSAR影像上垂直地物高度的准确测量问题。因而本实用新型在实现快速、准 确采集垂直地物的高度或比高的同时，能有效提高机载InSAR系统的成图精度和效率，实 现了机载InSAR系统单片InSAR影像的采集，通过本实用新型可以形成基于单片InSAR影 像数据采集的技术规范，促进InSAR技术的业务化运行。综上所述，本实用新型设计合理、接线方便、使用操作简便且使用效果好、实用价 值高，能有效解决现有单片I NSAR影像上垂直地物的高度测量问题。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为采用机载InSAR系统对垂直地物进行实际测量时的侧视成像原理示意图。图2为本实用新型的工作原理框图。附图标记说明1-数据输入装置；2-数据处理器；3-地物高度换算模块；4-显示单元； 5-数据存储单元。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型包括用于输入机载InSAR系统的测量参数的数据输入装置1、对所述机载InSAR系统所测得的垂直地物的单片InSAR影像进行分析且对所述单片 InSAR影像上所存在的阴影宽度Lg或叠掩宽度Lgl进行量测的数据处理器2、根据所述机载 InSAR系统测量参数中的入射角θ与量测得出的阴影宽度Lg或叠掩宽度Lgl且相应利用公 式h = LgSin θ C0s θ或h = Lgltan θ计算得出所述垂直地物的高度h的地物高度换算模 块3和与数据处理器2相接的显示单元4，所述数据输入装置1和地物高度换算模块3均与 数据处理器2相接。同时，本实用新型还包括与数据处理器2相接的数据存储单元5。本实施例中，所 述数据输入装置1为控制键盘或数据接口设备。实际使用过程中，所述数据接口设备为USB 接口，同时也可选用其它类型的数据接口设备。实际使用过程中，只需通过数据输入装置1输入机载InSAR系统的测量参数(如 对所述垂直地物进行测量时的入射角θ )，之后数据处理器2便会在所述机载InSAR系统测 量得到的所述垂直地物的单片InSAR影像上量测得出的阴影宽度Lg或叠掩宽度Lgl，随后地 物高度换算模块3再根据所输入的入射角θ与阴影宽度Lg或叠掩宽度Lgl且相应利用公 式h = LgSin θ cos θ或h = Lgltane计算得出所述垂直地物的高度h，并将计算得出的所 述垂直地物的高度h同步存储至数据存储单元5内，同时通过显示单元4进行同步、直观显
7J\ ο以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种基于单片InSAR影像的垂直地物高度测量系统，其特征在于包括用于输入机 载InSAR系统的测量参数的数据输入装置(1)、对所述机载InSAR系统所测得的垂直地物的 单片InSAR影像进行分析且对所述单片InSAR影像上所存在的阴影宽度Lg或叠掩宽度Lgl 进行量测的数据处理器(2)、根据所述机载InSAR系统测量参数中的入射角θ与量测得出 的阴影宽度Lg或叠掩宽度Lgl且相应利用公式h = LgSin θ cos θ或h = Lgltan9计算得出 所述垂直地物的高度h的地物高度换算模块(3)和与数据处理器(2)相接的显示单元(4)， 所述数据输入装置(1)和地物高度换算模块(3)均与数据处理器(2)相接。
2.按照权利要求1所述的基于单片InSAR影像的垂直地物高度测量系统，其特征在于 还包括与数据处理器(2)相接的数据存储单元(5)。
3.按照权利要求1或2所述的基于单片InSAR影像的垂直地物高度测量系统，其特征 在于所述数据输入装置(1)为控制键盘或数据接口设备。
4.按照权利要求3所述的基于单片InSAR影像的垂直地物高度测量系统，其特征在于 所述数据接口设备为USB接口。
专利摘要本实用新型公开了一种基于单片InSAR影像的垂直地物高度测量系统，包括用于输入机载InSAR系统的测量参数的数据输入装置、对机载InSAR系统所测得的垂直地物的单片InSAR影像进行分析且对单片InSAR影像上所存在的阴影宽度Lg或叠掩宽度Lg1进行量测的数据处理器、根据机载InSAR系统测量参数中的入射角θ与量测得出的阴影宽度Lg或叠掩宽度Lg1且相应利用公式h＝Lgsinθcosθ或h＝Lg1tanθ计算得出垂直地物的高度h的地物高度换算模块和与数据处理器相接的显示单元，数据输入装置和地物高度换算模块均与数据处理器相接。本实用新型设计合理、接线方便、使用操作简便且使用效果好、实用价值高，能有效解决现有单片InSAR影像上垂直地物的高度测量问题。
文档编号G01C5/00GK201837388SQ20102058041
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者刘敏, 梁涛, 白志刚, 苗小利, 谭克龙, 邹毅 申请人:西安煤航信息产业有限公司