(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210822690.3 (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 张腊梅　庄迪　邹斌　 (74)专利代理 机构 哈尔滨龙 科专利代理有限公 司 23206 专利代理师 李智慧 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种高层建筑的InSAR模型构建及高度重建 方法 (57)摘要 本发明公开了一种高层建筑的InSAR模型构 建及高度重建方法， 所述方法如下： 一： 分析高层 建筑的屋顶散射并确定其干涉相位及相位梯度 表达式； 二： 分析高层建筑的侧立面散射并确定 其干涉相位及相位梯度表达式； 三： 分析地面散 射并确定其干涉相位及相位梯度表达式； 四： 建 立具有复杂散射机制的高层建筑的散射模型， 确 定干涉系数以及干涉相位梯度的表达式， 并分析 叠掩区域内的干涉相位变化及等效高度变化； 五： 对具有复杂散射机制的高层建筑的 “纯”侧立 面相位进行重构， 并进而对建筑高度进行重建。 本发明解决了具有复杂散射机制的高层建筑的 复杂干涉相位难以用于建筑的高度重建的问题， 实现了建筑侧立面干涉相位的重构和建筑高度 的精确重建。 权利要求书4页 说明书16页 附图12页 CN 115017597 A 2022.09.06 CN 115017597 A 1.一种高层建筑的InSAR模型构建及高度重建方法， 其特征在于所述方法包括如下步 骤： 步骤一： 分析高层建筑的屋顶散射并确定其干涉相位及相位梯度表达式； 步骤二： 分析高层建筑的侧立 面散射并确定其干涉相位及相位梯度表达式； 步骤三： 分析地 面散射并确定其干涉相位及相位梯度表达式； 步骤四： 结合高层建筑屋顶、 侧立面和地面的散射机制、 几何关系、 干涉相位和干涉相 位梯度， 建立具有复杂散射机制的高层建筑的散射模型， 确定干涉系 数以及干涉相位梯度 的表达式， 并分析叠掩区域内的干涉相位变化及等效高度变化； 步骤五： 对具有复杂散射机制的高层建筑的 “纯”侧立面相位进行重构， 并进而对建筑 高度进行重建。 2.根据权利要求1所述的高层建筑的InSAR模型构建及高度重建方法， 其特征在于所述 步骤一的具体步骤如下： 步骤一一、 将建筑屋顶发生的散射等效为表面散射， 其散射强度取决于建筑屋顶的粗 糙程度； 将高层建筑的屋顶建模为具有一定粗 糙度的粗 糙表面， 其 InSAR模型如下： 其中， γroof是屋顶粗糙表面模型的干涉系数， s1表示主图像， s2表示副图像， 符号*表示 共轭相乘， A1r表示主图像中屋顶的表面散射强度， A2r表示副图像中屋顶的表面散射强度， λ 表示波长， ρ1r表示在主图像中屋顶散射点与SAR传感器之间的斜距， ρ2r表示在副图像中屋 顶散射点与SAR传感器之间的斜距， B表示基线长度， α表示基线与水平面之间的夹角， θr表 示屋顶散 射点处的雷达下视角， θ0r表示在参考平面 上且与屋顶散射点处于同一斜距散 射单 元的散射 点处的雷达下视角， hr表示屋顶散射 点相对于参 考平面的高度； 步骤一二、 根据步骤一一中的InSA R模型， 假设在屋顶上相邻散射单元内的散射点分别 为P′br和P′fr， 与它们在同一斜距散 射单元且位于参考平面上的散射点分别为Pbr和Pfr， 散射 点P′br和P′fr相对于参考平面的高度均为hr， 屋顶处散射点的干涉相位梯度模型Δφroof如 下： 其中， 是屋顶上后一斜距散射单元内的散射点P ′fr处的干涉相位， 是屋顶上前一 斜距散射单元内的散射点P ′br处的干涉相位， θfr表示参考平面散射点Pfr处的雷达下视角， θbr表示参考平面 上散射点Pbr处的雷达下视角， ρbr表示主图像中散射点Pbr与SAR传感器之间权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115017597 A 2的斜距， Δρ 表示 斜距分辨 率， Δhr表示屋顶上相邻散射 点之间的高度变化， 其 值为零。 3.根据权利要求1所述的高层建筑的InSAR模型构建及高度重建方法， 其特征在于所述 步骤二的具体步骤如下： 步骤二一、 将建筑侧立面发生的散射等效为表面散射， 其散射强度取决于侧立面的粗 糙程度； 将建筑侧立 面建模为具有一定粗 糙度的粗 糙表面， 其 InSAR模型如下： 其中， γfacade是侧立面粗糙表面模型 的干涉系数， A1f表示主图像中侧 立面的等效表面 散射强度， A2f表示副图像中侧立面的等 效表面散射强度， ρ1f表示在主图像中侧立面散射点 与SAR传感器之间的斜距， ρ2f表示在副图像中侧立面散射点与SAR传感器之间的斜距， θf表 示侧立面散 射点处的雷达下视角， θ0f表示在参考平面 上且与侧立面散 射点处于同一斜距散 射单元的散射 点处的雷达下视角， hf表示侧立 面散射点相对于参 考平面的高度； 步骤二二、 根据步骤二一中的InSA R模型， 假设在侧立面上相邻散射单元内的散射点分 别为P′bf和P′bf， 与它们在同一斜距散 射单元且位于 参考平面 上的散射点分别为Pbf和Pbf， 散 射点P′bf和P′ff相对于参考平面的高度为hbf和hff， 侧立面上散射点的干涉相位梯度Δ φfacade模型如下： 其中， Δφflat表示平地相位， Δφterrain表示地形相位， θbf表示参考平面上散射点Pbf处 的雷达下视角， ρbf表示主图像上散射 点Pbf与SAR传感器之间的斜距， Δ hf是hff与hbf之差。 4.根据权利要求1所述的高层建筑的InSAR模型构建及高度重建方法， 其特征在于所述 步骤三的具体步骤如下： 步骤三一、 地面上发生表面散射； 将建筑区域的地面建模为粗糙表面， 其InSAR模型如 下： 其中， γground是地面粗糙表面模型的干涉系数， A1g表示主图像中地面的表面散射强度， A2g表示副图像中地面的表面散射强度， ρ1g表示在主图像中地面散射点与SAR传感器之间的 斜距， ρ2g表示在副图像中地面散射点与SAR传感器之间的斜距， θg表示地面散射点处的雷达 下视角， θ0g表示与地面散 射点处于同一散射距离散 射单元且位于参考平面 上的散射点处的 雷达下视角， hg表示地面散射点相对于参 考平面的高度； 步骤三二、 根据步骤三一中的InSA R模型， 假设在地面上相邻散射单元内的散射点分别权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115017597 A 3