О проблеме оценки коэффициента когерентности при интерферометрической обработке данных РСА

Коэффициент когерентности (вернее, его модуль) является ключевым показателем качества участка интерферограммы, т.е. его пригодности для дальнейшего преобразования в цифровую модель рельефа, т.к. на участках с низкой когерентностью флуктуационная составляющая фазы превышает топографическую (т.е. вызванную влиянием собственно рельефа поверхности). Сильные флуктуации фазы могут искажать информацию о рельефе не только в местах своей дислокации: многие алгоритмы развёртывания фазы распространяют ошибки, вызванные флуктуациями, на значительные по размерам участки цифровой модели рельефа. Поле коэффициентов когерентности элементов интерферограммы может позволить произвести отбраковку тех участков интерферограммы, где слаба или отсутствует топографическая составляющая, и исключить их из процесса развёртывания.
В большинстве работ по РСА-интерферометрии и практически во всех программных приложениях, реализующих интерферометрическую обработку, коэффициент когерентности оценивается по той же формуле, по которой оценивается коэффициент корреляции двух комплексных случайных величин. Однако такой подход влечёт за собой некоторые проблемы, поскольку фактически оценивается выборка случайной величины, а не случайного процесса, из-за чего на любых уклонах рельефа оценка когерентности получается заниженной. Величина занижения зависит от размеров выборки (окна оценки когерентности) – чем она больше, тем сильнее влияние уклона.
Снизить влияние топографической составляющей на значение оценки когерентности можно путём коррекции оценки с помощью корректирующих весовых фазовых множителей, учитывающих влияние рельефа. Для медленно меняющихся форм рельефа массив этих множителей может быть сформирован из некоторой плоскости, наилучшим (по какому-либо критерию) образом аппроксимирующей рельеф в пределах окна оценки. В общем же случае, когда рельеф меняется быстро, корректирующий множитель можно сформировать из интерферограммы со значительно более высоким коэффициентом некогерентного накопления (8x8 и более) и/или с помощью низкочастотной фильтрации интерферограммы фильтром высокого порядка.
Введение корректирующих множителей позволяет получить более справедливую оценку когерентности участков интерферограммы за счёт снижения влияния на неё топографической составляющей фазы.


Исследования поддержаны грантами РФФИ №№ 11-07-12017 и 12-07-12080