基于 BiLSTM-CNN 的地基 SAR 永久散射体选取
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TN95

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国家重点研发计划子课题(2021YFB3901400) 、重庆市教委科学技术项目(KJQN202101215) 资助


Permanentscatterersselection ofground-basedSAR based on BiLSTM-CNN
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    摘要:

    针对地基合成孔径雷达(SAR) 形变测量中 ,常规 永 久 散 射 体(PS) 选 取 方 法 在 时 间 欠 相 干 复 杂 场 景 下 , PS选 取 数 量 、 质量难以满足形变测量需求的问题 。提出了一种基于双向长短期记忆 -卷积神经网络(BiLSTM-CNN) 的 PS选取方法 ,该方 法采用幅度离差与幅度联合选取正 、负样本构建训练数据集 ,并把干涉相位 、幅度差分与相关系数作为数据集的时序特征 ,然 后利用 BiLSTM 和多尺度 CNN分别学习 PS全局时序特征及局部时序特征 ,再通过多头 自注意力机制(MHSA) 对全局和局 部时序特征进行加权融合学习 ,最后进行特征概率映射以构建 PS分类模型 。利用重庆市万州区九道拐雷达监测数据对所提 方法性能进行实验分析 ,结果表明该方法改善了网络准确度 、F1 分数 、召回率 、精确度等指标 ,提高了雷 达 图 像 PS选 取 数 量 及质量 。

    Abstract:

    Aiming at the ground-based synthetic aperture radar (SAR) deformation measurement, the conventional permanent scatterer(PS) selection method isdifficultto meetthedeformation measurementrequirementsintermsofthe quantity and quality of PS selection in the time-incoherent and complex scenarios. The article proposes a PS selection method based on bi-directional long short-term memory-convolutional neural network ( BiLSTM-CNN) , which uses amplitude dispersion and amplitude tojointly selectpositive and negative samples to constructthe training dataset, and takes the interfering phase, amplitude divergence and correlation coefficientas the temporalfeatures ofthe dataset, and then learns the PS globaltemporalfeatures and the PSlocaltemporalfeaturesby using the BiLSTM and the multi-scale CNN, respectively,andthentheglobaland localtemporalfeaturesareweighted andfused tolearnbythemulti-head self- attention ( MHSA) , and finally feature probability mapping is carried out in order to construct the PS classification model. The performance ofthe proposed selection method is experimentally analyzed by using the radarmonitoring data ofJiudaoquan inWanzhou District, ChongqingMunicipality, and theresultsshow thatthemethod improvesthenetwork accuracy,F1 score, recall, precision, and other indexes, and improves the quantity and quality of radar image PS selection.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

陈 姣,刘 毓,邓云开,金重阳,杨志航.基于 BiLSTM-CNN 的地基 SAR 永久散射体选取[J].国外电子测量技术,2024,43(7):24-32

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  • 在线发布日期: 2024-08-07
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