极化干涉SAR纯体相干树高反演方法及系统与流程

本申请属于极化干涉sar植被遥感领域，尤其涉及一种极化干涉sar纯体相干树高反演方法及系统。

背景技术：

1、极化干涉合成孔径雷达是植被参数反演，尤其是森林树高反演的重要技术手段。现有树高反演方法多基于随机体积地表散射模型，即rvog模型。该模型表明，不同极化投影状态下的复相干系数在复平面内近似呈线性分布。传统方法通常通过分析局部极化相干集，拟合相干直线，并根据该直线与单位圆的交点估计地表相位，再选取纯体相干点进行树高求解。然而，在实际数据处理中，受系统噪声、斑点噪声、体去相干以及复杂散射机制等因素影响，局部空间窗口内提取的复相干系数往往呈现离散、散乱或密度不均的分布状态，导致相干直线拟合和地表相位估计的稳定性下降。

2、为从散乱的复相干分布中提取符合rvog模型特征的有效信息，现有技术采用概率密度估计方法分析极化相干集的分布规律，以识别相干点的主体分布趋势并辅助模型参数提取。但在相干点分布密度不均或散射噪声干扰较强的区域，传统概率密度估计方法容易出现过度平滑或局部结构丢失，难以准确表征极化相干系数的真实聚集特征。同时，现有方法对不同极化投影状态下相干点可靠程度的区分不足，在后续相干脊线提取、地表相位确定和rvog模型拟合过程中，容易受到非目标散射机制点的干扰，进而造成地表相位估计偏差、纯体相干点选取不准以及树高反演误差增大。因此，如何结合极化散射信息对概率密度估计过程进行约束和优化，提高复相干系数分布规律提取的准确性，并改善地表相位确定和纯体相干点选取效果，是极化干涉sar植被遥感领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中极化相干点分布散乱、密度估计易过度平滑、不同极化投影状态可靠性区分不足，导致地表相位估计偏差和树高反演精度降低的问题，本发明提出一种极化干涉sar纯体相干树高反演方法及系统。

2、第一方面，本发明提出了一种极化干涉sar纯体相干树高反演方法，包括如下步骤：

3、获取全极化干涉sar影像数据对进行配准与滤波处理，对研究区域内的每一空间像素点，提取预设空间窗口内多个不同极化投影状态下的复相干系数，构成所述空间像素点对应的局部极化相干集，根据极化目标分解模型计算各复相干系数对应的极化散射类型参数，为每一复相干系数生成置信度参数；

4、对所述局部极化相干集所在的复平面划分评估网格，遍历每一个目标评估点，确定所述目标评估点对应的k个最近邻复相干系数，对所述系数的二维坐标点集分布执行主成分分析，设定二维定向核函数的主轴方向，根据所述k个最近邻复相干系数对应置信度参数的均值，确定二维定向核函数的局部带宽，基于所述置信度参数、局部带宽与二维定向核函数计算概率密度值，生成极化相干概率密度分布图；

5、在所述极化相干概率密度分布图中搜索概率密度值取得局部最大的点，提取相干脊线，将所述相干脊线拟合到随机体积地表散射rvog模型中，确定地表相位并选取纯体相干点，求解最优树高，遍历所有空间像素点得到树高反演分布图。

6、另一方面，本发明还提出了一种极化干涉sar纯体相干树高反演系统，包括如下模块：

7、计算模块，用于获取全极化干涉sar影像数据对进行配准与滤波处理，对研究区域内的每一空间像素点，提取预设空间窗口内多个不同极化投影状态下的复相干系数，构成所述空间像素点对应的局部极化相干集，根据极化目标分解模型计算各复相干系数对应的极化散射类型参数，为每一复相干系数生成置信度参数；

8、生成模块，用于对所述局部极化相干集所在的复平面划分评估网格，遍历每一个目标评估点，确定所述目标评估点对应的k个最近邻复相干系数，对所述系数的二维坐标点集分布执行主成分分析，设定二维定向核函数的主轴方向，根据所述k个最近邻复相干系数对应置信度参数的均值，确定二维定向核函数的局部带宽，基于所述置信度参数、局部带宽与二维定向核函数计算概率密度值，生成极化相干概率密度分布图；

9、确定模块，用于在所述极化相干概率密度分布图中搜索概率密度值取得局部最大的点，提取相干脊线，将所述相干脊线拟合到随机体积地表散射rvog模型中，确定地表相位并选取纯体相干点，求解最优树高，遍历所有空间像素点得到树高反演分布图。

10、本发明通过极化目标分解模型为各复相干系数生成置信度参数，用于表征局部极化相干集中各采样点的可靠程度，从而降低异常点和噪声点对后续处理的影响。在概率密度估计阶段，基于k近邻复相干点的主成分分析结果确定二维定向核函数的主轴方向，并结合置信度参数自适应确定局部带宽，使核密度估计过程同时适应复平面内相干点的几何分布特征和局部数据质量，避免传统各向同性核函数或固定带宽方法造成的过度平滑和局部特征丢失。进一步地，通过搜索概率密度局部极值点提取相干脊线，并将其拟合至rvog模型，以确定地表相位、筛选纯体相干点并求解树高，从而提高森林树高反演精度和算法稳定性。

1.极化干涉sar纯体相干树高反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取全极化干涉sar影像数据对进行配准与滤波处理，对研究区域内的每一空间像素点，提取预设空间窗口内多个不同极化投影状态下的复相干系数，构成所述空间像素点对应的局部极化相干集，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据极化目标分解模型计算各复相干系数对应的极化散射类型参数，为每一复相干系数生成置信度参数，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述系数的二维坐标点集分布执行主成分分析，设定二维定向核函数的主轴方向，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述k个最近邻复相干系数对应置信度参数的均值，确定二维定向核函数的局部带宽，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述极化相干概率密度分布图中搜索概率密度值取得局部最大的点，提取相干脊线，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述相干脊线拟合到随机体积地表散射rvog模型中，确定地表相位并选取纯体相干点，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述求解最优树高，包括：

9.极化干涉sar纯体相干树高反演系统，其特征在于，包括以下模块：

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述获取全极化干涉sar影像数据对进行配准与滤波处理，对研究区域内的每一空间像素点，提取预设空间窗口内多个不同极化投影状态下的复相干系数，构成所述空间像素点对应的局部极化相干集，包括：