KR20190043478A

KR20190043478A - System and method for generating high resolution digital elevation model

Info

Publication number: KR20190043478A
Application number: KR1020180123524A
Authority: KR
Inventors: 김덕진; 정정교
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2019-04-26
Also published as: KR102145991B1

Abstract

Disclosed is a system for generating a high resolution digital elevation model which comprises: a first digital elevation model (DEM) storage unit storing first DEM data including information on digital elevation at a first point of time; a synthetic aperture radar (SAR) storage unit storing data on a plurality of SAR images photographed by SAR satellites on different orbits at a second point of time; a differential interferogram producing unit including an interferences pair organizing unit for organizing a pair of interferences from the SAR image data, an interferogram generating unit for generating an interferogram between the pair of interferences and an interferogram which includes a phase generated on a flat ground from the first DEM data and the interferogram between the pair of interferences, a phase determined from a topographic altitude, a phase by movement of a ground surface, and a phase for latency delay effects, and a differential interferogram generating unit for generating a differential interferogram including a phase of a differential interferogram obtained by subtracting the phase determined from the topographic altitude and the phase generated on the flat ground from the interferogram; a pixel selecting unit selecting, as pixel data, a pixel having a small noise among pixels of the pair of interferences; an interferometric phase difference computing unit generating remaining topographic altitude information including a difference of altitude information values between the SAR image data and the first DEM data in a pixel unit from the relationship of the pixel data, the differential interferogram and the baseline distance of the interferences pair; and a DEM update generating unit updating the first DEM data from the remaining topographic altitude information to second DEM data including the digital elevation information at the second point of time. Thus, surface displacements can be accurately estimated.

Description

고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING HIGH RESOLUTION DIGITAL ELEVATION MODEL}[0001] SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING HIGH RESOLUTION DIGITAL ELEVATION MODEL [0002]

본 발명은 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성 개구 레이더(SAR: synthetic aperture radar, 이하 SAR)에서 획득된 영상인 SAR 데이터를 이용하여 간섭 기법(interferometry)을 적용하고 기존의 수치 표고 모델(DEM: Digital Elevation Model) 정보를 이용하여 차분 간섭도를 생성하여 상기 차분 간섭도가 포함하는 기존 DEM과 현재 고도 정보 차이를 추정하여 기존 DEM에 현재 고도 정보를 반영한 고정밀도 및 고해상도 수치 표고 모델을 생성하는 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템 및 방법에 관한 것이다. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a system and a method for generating a high-resolution digital elevation model, and more particularly, to an interferometry method using SAR data obtained from a synthetic aperture radar (SAR) A differential interference level is generated using the existing digital elevation model (DEM) information to estimate the difference between the current DEM and the existing DEM including the differential interference level. And a high-resolution digital elevation model generation system and method for generating a high-resolution digital elevation model.

수치 표고 모델(DEM: Digital Elevation Model)을 생성하기 위한 방법은 수지 지도의 등고 레이어를 이용하는 방법, 위성 혹은 항공 사진의 스테레오 영상을 이용하는 방법, 라이다(lidar)자료를 이용하는 방법, SAR 위성 기반의 간섭 기법을 이용하는 방법 등이 있다. 이 중 SAR 위성을 이용하는 방법은 공간적으로 일정 거리로 떨어져 있는 2개의 SAR 영상을 이용하여 각 안테나에 수신되어 있는 신호를 간섭하여 위상 차이로부터 지표의 고도를 산출하는 기법으로서 비교적 고해상도 고정밀의 DEM을 생성할 수 있다는 장점이 있다. 두 SAR 영상을 간섭할 때 영상 간의 시간 차이가 무시할 정도이어서 지표의 이동 및 대기의 위상 지연을 무시할 수 있을 정도이며, 산란체의 상태가 동일하다고 간주할 수 있을 경우 단일 패스 간섭 기법(single-pass interferometry)라 한다. 2000년에 획득된 Shuttle Radar Topography Mission (이하, SRTM이라 칭함)과 2010년에 TanDEM-X가 발사되어 2014년 이후로부터 DEM을 제공하고 있는 WorldDEM이 이에 속한다. 그러나 2000년과 2014년간의 고도 지형 변화로 인한 DEM은 알 수 없으며 차분 간섭을 적용하여 변위 정보를 추출해야 할 경우 해당 시기의 DEM 정보가 추가적으로 요구된다는 문제점이 존재한다. 또한 시간 차이가 있는 두 SAR 영상에 대하여 차분 간섭 기법을 적용하여 고도 정보를 추출하는 방법은 대기 위상 지연 및 지표의 변위에 따라 큰 오차를 야기할 수 있기 때문에 불확실성이 존재하여 왔다.Methods for generating a digital elevation model (DEM) include a method using a contour layer of a resin map, a method using satellite images or stereo images of aerial photographs, a method using lidar data, And a method using an interference technique. Among these methods, the SAR satellite method uses two SAR images spaced at a certain distance to interfere with the signals received by each antenna, thereby calculating the altitude of the indicator from the phase difference. This method generates a relatively high resolution high-precision DEM There is an advantage to be able to do. When the two SAR images are interfered with each other, the time difference between the images is negligible so that the movement of the surface and the phase delay of the atmosphere can be ignored. If the scatterer is considered to be the same state, interferometry. These include the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), which was acquired in 2000, and WorldDEM, which provided DEM from 2014 onwards after TanDEM-X was launched in 2010. However, there is a problem that the DEM due to the altitude change of 2000 and 2014 is unknown, and the DEM information of the relevant period is additionally required when the displacement information is extracted by applying the differential interference. In addition, uncertainty exists in the method of extracting altitude information by applying the differential interference method to two SAR images with time difference because it causes a large error according to the atmospheric phase delay and the displacement of the surface.

한국등록특허공보 제10-0425283호(2004.03.31)Korean Patent Registration No. 10-0425283 (March 31, 2004)

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 과거의 DEM과 지형 변화로부터 발생한 고도 차이를 더욱 정확하게 계산하고, 이를 통하여 해당 지역의 고도 지형 정보를 개선할 수 있는 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for accurately calculating altitude differences arising from past DEM and topography changes, and thereby improving high- And an elevation model generation system.

또한, 본 발명의 다른 목적은 과거의 DEM과 지형 변화로부터 발생한 고도 차이를 더욱 정확하게 계산하고, 이를 통하여 해당 지역의 고도 지형 정보를 개선할 수 있는 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of generating a high-resolution digital elevation model capable of more accurately calculating altitude differences arising from past DEM and topography changes and thereby improving altitude terrain information of a corresponding area.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템은 제1 시점의 수치 표고에 관한 정보를 포함하는 제1 DEM(수치 표고 모델: Digital Elevation Model) 데이터를 저장하는 제1 DEM 저장부, 제2 시점의 서로 상이한 궤도의 SAR(Synthetic Aperture Radar) 위성에서 촬영한 복수개의 SAR 이미지 데이터를 저장하는 SAR 저장부, 상기 SAR 이미지 데이터로부터 간섭쌍을 편성하는 간섭쌍 편성부, 상기 간섭쌍 및 상기 제1 DEM 데이터로부터 편평한 지상에서 발생하는 위상, 지형 고도로부터 결정되는 위상, 지표의 이동에 의한 위상 및 대기 지연 효과에 대한 위상을 포함하는 간섭도를 생성하는 간섭도 생성부 및 상기 간섭도에서 상기 편평한 지상에서 발생하는 위상 및 상기 지형 고도로부터 결정되는 위상을 뺀 차분 간섭도의 위상을 포함하는 차분 간섭도를 생성하는 차분 간섭도 생성부를 포함하는 차분 간섭도 제작부, 상기 간섭쌍의 픽셀 중에서 노이즈가 적은 픽셀을 선택하여 픽셀 데이터로 선정하는 픽셀 선정부, 상기 픽셀 데이터, 상기 차분 간섭도 및 상기 간섭쌍의 기선거리의 관계로부터 픽셀단위로 상기 제1 DEM 데이터와 상기 SAR 이미지 데이터 간의 고도 정보값의 차이를 포함하는 잔여 지형 고도 정보를 생성하는 간섭 위상차 연산부 및 상기 잔여 지형 고도 정보로부터 상기 제1 DEM 데이터를 제2 시점의 수치 표고 정보를 포함하는 제2 DEM 데이터로 업데이트하는 DEM 업데이트 생성부를 포함한다.A high-resolution digital elevation model generation system for realizing the object of the present invention includes a first DEM storage unit for storing a first DEM (Digital Elevation Model) data including information about a digital elevation at a first time point, An SAR storage unit for storing a plurality of SAR image data photographed by SAR (Synthetic Aperture Radar) satellites of different orbits at a second time point, an interference pairing unit for knitting an interference pair from the SAR image data, An interference degree generator for generating from the first DEM data an interference figure including a phase occurring on a flat ground, a phase determined from a topographic altitude, a phase due to movement of an indicator, and a phase for a waiting delay effect, A differential interference including a phase of a differential interference figure obtained by subtracting a phase determined from the topographic altitude and a phase occurring on the flat ground A pixel interleaving unit for selecting a pixel having a small noise among the pixels of the interference pair and selecting the pixel as pixel data, a pixel interleaving unit for interleaving the pixel data, the differential interfering degree, and the interfering pair, An interference phase difference arithmetic unit for generating residual terrain altitude information including a difference between altitude information values between the first DEM data and the SAR image data on a pixel-by-pixel basis from the relationship of the baseline distances; To the second DEM data including the digital elevation information at the second time point.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 간섭쌍은 복수개일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the interference pair may be a plurality of.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 간섭쌍 편성부는 상기 간섭쌍들을 간섭 영상으로 변환할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the interference pair combiner may transform the interference pairs into an interference image.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 SAR 이미지 데이터는 복소값으로 이루어져 있고, 상기 간섭도 생성부는 상기 간섭쌍으로부터 주영상 및 부영상을 선정하며, 상기 주영상 및 부영상을 이미지 정합(coregistration)하고, 상기 부영상의 복소 켤레(complex conjugate)값에 상기 주영상의 복소값을 곱하여 상기 간섭도를 생성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the SAR image data is composed of a complex value, and the interference level generator selects a main image and a sub-image from the interference pair, and coregistration of the main image and the sub- And generate the interference degree by multiplying the complex conjugate value of the sub-image by the complex value of the main image.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 간섭도는 간섭도의 위상을 포함하고, 상기 간섭도의 위상은 상기 간섭도의 복소수의 각일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the degree of coherence includes a phase of the degree of coherence, and the phase of the degree of coherence can be an angle of a complex number of the degree of coherence.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 편평한 지상에서 발생하는 위상은 상기 SAR 위성의 궤도 정보로부터 결정되고, 상기 지형 고도에 의하여 결정되는 위상은 상기 제1 DEM 데이터로부터 결정될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the phase occurring on the flat ground is determined from the orbit information of the SAR satellite, and the phase determined by the topographic altitude can be determined from the first DEM data.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차분 간섭도 제작부는 상기 제1 DEM 데이터의 지도 좌표계 데이터를 레이더 좌표계 데이터로 변환하고, 상기 제1 DEM 데이터의 레이더 좌표계 데이터를 상기 SAR 이미지 데이터의 해상도와 일치하도록 오버샘플링하는 제1 DEM 데이터 변환부를 포함하고, 상기 지형 고도에 의하여 결정되는 위상은 상기 레이더 좌표계 데이터로부터 결정될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the differential interference figure production unit converts the map coordinate system data of the first DEM data into radar coordinate system data, and matches the radar coordinate system data of the first DEM data with the resolution of the SAR image data And a phase determined by the terrain height may be determined from the radar coordinate system data.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 픽셀 선정부는 상기 간섭쌍의 진폭의 분산으로부터 상기 픽셀 데이터를 선정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pixel selecting unit can select the pixel data from the variance of the amplitude of the interference pair.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 픽셀 선정부는 상기 간섭쌍의 정규화된 상관관계인 공간 긴밀도로부터 상기 픽셀 데이터를 선정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pixel selection unit may select the pixel data from spatial tightness, which is a normalized correlation of the interference pair.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차분 간섭도의 위상은 상기 잔여 지형 고도 정보, 상기 간섭쌍의 기선거리, 상기 지표의 이동에 의한 위상, 상기 대기 지연 효과에 대한 위상 및 지표 변위의 속도로부터 결정되고, 상기 잔여 지형 고도 정보 및 상기 지표 변위의 속도는 상기 차분 간섭도의 위상으로부터 시간 긴밀도를 높이는 값으로 결정될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the phase of the differential interference figure is calculated from the residual terrain altitude information, the baseline distance of the interference pair, the phase due to movement of the indicator, the phase for the atmospheric delay effect, And the remaining terrain elevation information and the rate of the landmark displacement may be determined to be values that increase time tightness from the phase of the differential interference figure.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법은 제1 DEM 저장부가 제1 시점의 수치 표고에 관한 정보를 포함하는 제1 DEM(수치 표고 모델: Digital Elevation Model) 데이터를 저장하는 단계, SAR 저장부가 제2 시점의 서로 상이한 궤도의 SAR(Synthetic Aperture Radar) 위성에서 촬영한 복수개의 SAR 이미지 데이터를 저장하는 단계, 차분 간섭도 제작부가 상기 SAR 이미지 데이터로부터 간섭쌍을 편성하는 단계, 상기 간섭쌍 및 상기 제1 DEM 데이터로부터 편평한 지상에서 발생하는 위상, 지형 고도로부터 결정되는 위상, 지표의 이동에 의한 위상 및 대기 지연 효과에 대한 위상을 포함하는 간섭도를 생성하는 단계 및 상기 간섭도에서 상기 편평한 지상에서 발생하는 위상 및 상기 지형 고도로부터 결정되는 위상을 뺀 차분 간섭도의 위상을 포함하는 차분 간섭도를 생성하는 단계를 포함하는 차분 간섭도를 제작하는 단계, 픽셀 선정부가 상기 간섭쌍의 픽셀 중에서 노이즈가 적은 픽셀을 선택하여 픽셀 데이터로 선정하는 단계, 간섭 위상차 연산부가 상기 픽셀 데이터, 상기 차분 간섭도 및 상기 간섭쌍의 기선거리의 관계로부터 픽셀단위로 상기 제1 DEM 데이터와 상기 SAR 이미지 데이터 간의 고도 정보값의 차이를 포함하는 잔여 지형 고도 정보를 생성하는 단계 및 DEM 업데이트 생성부가 상기 잔여 지형 고도 정보로부터 상기 제1 DEM 데이터를 제2 시점의 수치 표고 정보를 포함하는 제2 DEM 데이터로 업데이트하는 단계를 포함한다.The method for generating a high-resolution digital elevation model for realizing the object of the present invention is characterized in that the first DEM storage unit stores a first DEM (Digital Elevation Model) data including information about the digital elevation at the first viewpoint Storing a plurality of pieces of SAR image data taken by a SAR (Synthetic Aperture Radar) satellite at SAR points different from each other at a second point of time; arranging an interference pair from the SAR image data by a differential interference figure producing unit; Generating an interference figure comprising a phase occurring on a flat ground, a phase determined from a topographic elevation, a phase due to an indicator movement, and a phase for an atmospheric delay effect from the interference pair and the first DEM data, Includes a phase of a differential interference figure obtained by subtracting a phase determined from the topographic altitude and a phase occurring on the flat ground in Generating a differential interference diagram including a step of generating a differential interference degree, selecting a pixel having low noise among the pixels of the interference pair and selecting the pixel data as pixel data, Generating residual terrain altitude information including a difference in altitude information value between the first DEM data and the SAR image data on a pixel-by-pixel basis from the relationship between the differential interference figure and the baseline distance of the interference pair; And updating the first DEM data from the remaining terrain height information with the second DEM data including the digital elevation information at the second time point.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 간섭쌍을 편성하는 단계는 복수개의 상기 간섭쌍을 편성하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of knitting the interference pair may comprise knitting a plurality of the interference pairs.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 간섭쌍을 편성하는 단계는 상기 간섭쌍들을 간섭 영상으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of organizing the interference pair may comprise transforming the interference pairs into an interference image.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 SAR 이미지 데이터는 복소값으로 이루어져 있고, 상기 간섭쌍은 상기 복소값으로 이루어져 있는 상기 SAR 이미지 데이터로부터 편성되고, 상기 차분 간섭도를 생성하는 단계에서는 상기 간섭쌍으로부터 주영상 및 부영상을 선정하며, 상기 주영상 및 부영상을 이미지 정합(coregistration)하고, 상기 부영상의 복소 켤레(complex conjugate)값에 상기 주영상의 복소값을 곱하여 상기 간섭도를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the SAR image data is composed of complex values, the interference pairs are organized from the SAR image data consisting of the complex values, and in the step of generating the differential interference figure, And generating the interference degree by multiplying the complex conjugate value of the sub-image by a complex value of the main image, performing the image registration of the main image and the sub- . &Lt; / RTI >

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 차분 간섭도를 제작하는 단계는 제1 DEM 데이터 변환부가 상기 제1 DEM 데이터의 지도 좌표계 데이터를 레이더 좌표계 데이터로 변환하는 단계 및 상기 제1 DEM 데이터의 레이더 좌표계 데이터를 상기 SAR 이미지 데이터의 해상도와 일치하도록 오버샘플링하는 단계를 포함하고, 상기 지형 고도에 의하여 결정되는 위상은 상기 레이더 좌표계 데이터로부터 결정될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the step of fabricating the differential interference diagram may include a step of converting the map coordinate system data of the first DEM data into radar coordinate system data, and the step of converting the first DEM data into the radar coordinate system And oversampling the data to match the resolution of the SAR image data, wherein the phase determined by the terrain elevation can be determined from the radar coordinate system data.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 픽셀 데이터로 선정하는 단계에서는 상기 간섭쌍의 진폭의 분산으로부터 상기 픽셀 데이터를 선정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the step of selecting the pixel data, the pixel data can be selected from the variance of the amplitude of the interference pair.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 픽셀 데이터로 선정하는 단계 에서는 상기 간섭쌍의 정규화된 상관관계인 공간 긴밀도로부터 상기 픽셀 데이터를 선정할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the step of selecting pixel data, the pixel data may be selected from spatial closeness, which is a normalized correlation of the interference pair.

본 발명의 실시예들에 따르면, 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템 및 방법은 복수개의 SAR 이미지 데이터로부터 간섭쌍을 편성하고, 간섭도를 생성하며, 이로부터 차분 간섭도를 생성하고, 노이즈가 적은 픽셀을 선택하여 잔여 지형 고도 정보를 생성하여 제1 DEM 데이터를 제2 DEM 데이터로 업데이트 한다. 따라서, 제1 시점의 제1 DEM 데이터와 제2 시점의 지형 변화로부터 발생한 고도 차이를 계산할 수 있으며, 이를 통하여 지표 변위를 정확하게 추정 및 제2 시점의 DEM 데이터를 생성할 수 있고, 이를 반복하여 고해상도 및 고정밀의 DEM에 대한 정보를 시기별로 생성함으로써 시기별로 지형 고도 정보의 변화를 추정할 수 있다.According to embodiments of the present invention, a system and method for generating a high-resolution digital elevation model generates an interference pair from a plurality of SAR image data, generates an interference map, generates a differential interference map therefrom, And generates the remaining terrain elevation information to update the first DEM data with the second DEM data. Therefore, it is possible to calculate the altitude difference resulting from the first DEM data at the first time point and the terrain change at the second time point, thereby accurately estimating the surface displacement and generating the DEM data at the second time point, And high-precision DEM are generated on a time-by-time basis.

또한, 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템 및 방법은 복수개의 간섭쌍을 포함하여 단일 차분 간섭도뿐만 아니라 다중 차분 간섭도를 생성하므로 보다 정확하게 제1 DEM 데이터를 제2 DEM 데이터로 업데이트 할 수 있다.In addition, the system and method for generating a high-resolution digital elevation model may include a plurality of interference pairs to generate a single differential interference degree as well as a multiple differential interference degree, thereby more accurately updating the first DEM data with the second DEM data.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템의 차분 간섭도 제작부를 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템의 구성과 DEM 및 SAR의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법의 차분 간섭도를 생성하는 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법의 간섭 영상으로 생성하는 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템 및 방법의 간섭쌍을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템 및 방법의 복수개의 간섭쌍을 나타내는 도면이다.1 is a block diagram showing a high-resolution digital elevation model generation system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a differential interference diagram producing unit of a high-resolution digital elevation model generating system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a configuration of a high-resolution digital elevation model generation system according to an exemplary embodiment of the present invention and a connection relationship between DEM and SAR.
4 is a flowchart illustrating a method of generating a high-resolution digital elevation model according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a step of generating a differential interference degree of a method for generating a high-resolution digital elevation model according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a step of generating an interference image of a method of generating a high-resolution digital elevation model according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating an interference pair of a system and method for generating a high-resolution digital elevation model according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a plurality of interference pairs of a system and method for generating a high-resolution digital elevation model according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the term " comprises " or " comprising ", etc. is intended to specify that there is a stated feature, figure, step, operation, component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템을 나타내는 구성도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템의 차분 간섭도 제작부를 나타내는 구성도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템의 구성과 DEM 및 SAR의 연결 관계를 나타내는 도면이다.1 is a block diagram showing a high-resolution digital elevation model generation system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a differential interference diagram producing unit of a high-resolution digital elevation model generating system according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram illustrating a configuration of a high-resolution digital elevation model generation system according to an exemplary embodiment of the present invention and a connection relationship between DEM and SAR.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템은 제1 DEM 저장부(100), SAR 저장부(200), 차분 간섭도 제작부(300), 픽셀 선정부(400), 간섭 위상차 연산부(500) 및 DEM 업데이트 생성부(600)를 포함한다.1 to 3, a high-resolution digital elevation model generation system according to an embodiment of the present invention includes a first DEM storage unit 100, a SAR storage unit 200, a differential interference level production unit 300, An interference phase difference arithmetic unit 500, and a DEM update generator 600. The DEM-

상기 제1 DEM 저장부(100)는 제1 시점의 수치 표고에 관한 정보를 포함하는 제1 DEM(수치 표고 모델: Digital Elevation Model) 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 DEM 데이터는 2000년에 획득된 Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)과 2014년 이후의 DEM을 제공하고 있는 WorldDEM의 DEM 데이터일 수 있다.The first DEM storage unit 100 may store a first DEM (Digital Elevation Model) data including information about a digital elevation at a first time point. For example, the first DEM data may be the DEM data of WorldDEM providing the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) obtained in 2000 and the DEM after 2014.

상기 SAR 저장부(200)는 제2 시점의 서로 상이한 궤도의 SAR(Synthetic Aperture Radar) 위성에서 촬영한 복수개의 SAR 이미지 데이터를 저장할 수 있다. 상기 제2 시점은 상기 제1 시점과 상이할 수 있다. 상기 SAR 이미지 데이터는 복소값으로 이루어질 수 있다. 상기 SAR 이미지 데이터의 진폭은 해당 픽셀 안의 산란체의 유전률 및 표면 거칠기 등에 의하여 결정될 수 있다. 상기 SAR 이미지 데이터의 위상은 상기 산란체까지의 거리일 수 있다. 상기 산란체까지의 거리는 전자파의 파장 길이(wavelength)에 따라 기록될 수 있다. 상기 SAR 이미지 데이터는 복소 이미지 영상(SLC: Single look complex image)일 수 있다. The SAR storage unit 200 may store a plurality of SAR image data photographed by SAR (Synthetic Aperture Radar) satellites of different orbits at a second time point. The second viewpoint may be different from the first viewpoint. The SAR image data may be a complex value. The amplitude of the SAR image data may be determined by the dielectric constant and the surface roughness of the scattering body in the corresponding pixel. The phase of the SAR image data may be a distance to the scatterer. The distance to the scatterer may be recorded according to the wavelength of the electromagnetic wave. The SAR image data may be a single look complex image (SLC).

상기 차분 간섭도 제작부(300)는 상기 SAR 이미지 데이터로부터 간섭쌍을 편성하고, 간섭도를 생성하며, 이로부터 차분 간섭도를 생성할 수 있다. 상기 간섭쌍은 지표를 서로 다른 위치에서 촬영한 두개의 상기 SAR 이미지 데이터일 수 있다. 상기 간섭도는 상기 간섭쌍인 SAR 이미지 데이터들의 신호간의 간섭된 정도일 수 있다. 상기 차분 간섭도는 상기 간섭도로부터 지형의 위상을 제거하여 지형과 변위에 대한 두가지 위상효과를 분리한 값일 수 있다.The differential interference level production section 300 can form an interference pair from the SAR image data, generate an interference level, and generate a differential interference level therefrom. The interference pair may be two SAR image data taken at different positions of the indicator. The degree of interference may be the degree of interference between the signals of the SAR image data that is the interference pair. The differential interference level may be a value obtained by removing the phase of the terrain from the degree of interference to separate the two phase effects on the terrain and the displacement.

상기 차분 간섭도 제작부(300)는 간섭쌍 편성부(310), 간섭도 생성부(320), 차분 간섭도 생성부(330) 및 제1 DEM 데이터 변환부(340)를 포함할 수 있다.The interference interference figure generator 300 may include an interference pairing unit 310, an interference level generator 320, a differential interference level generator 330, and a first DEM data converter 340.

상기 간섭쌍 편성부(310)는 상기 SAR 이미지 데이터로부터 간섭쌍(interferometric pair)을 편성할 수 있다. 예를 들면, 도 7과 같이 상기 SAR 이미지 데이터는 제1 지점에서 촬영된 SAR1 및 제2 지점에서 촬영된 SAR2 이고, 상기 간섭쌍은 SAR1 및 SAR2일 수 있다.The interference pair organizing unit 310 may organize an interferometric pair from the SAR image data. For example, as shown in FIG. 7, the SAR image data may be SAR1 photographed at a first point and SAR2 photographed at a second point, and the interference pair may be SAR1 and SAR2.

상기 간섭쌍은 복수개일 수 있다. 상기 간섭쌍들은 다중경로를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 간섭쌍은 복수개이고, 상기 간섭도 및 상기 차분 간섭도는 상기 간섭쌍별로 생성되는 다중 간섭도 및 다중 차분 간섭도일 수 있다. 상기 간섭쌍 편성부(310)는 상기 복수개의 SAR 이미지 데이터들 중 임의의 조합으로 간섭쌍을 편성할 수 있다. 예를 들면, 상기 SAR 이미지 데이터는 서로 상이한 숫자로 넘버링 되고, 상기 SAR 이미지 데이터들의 총 개수는 N개이며, 상기 간섭쌍의 편성은 1-2, 1-3, 1-4, … 1-N, 2-3, 2-4, 2-5, … 2-N, …, (N-1)-N의 조합과 같이 편성될 수 있다. The interference pair may be plural. The interference pairs may comprise multipath. For example, the number of the interference pairs is a plurality, and the degree of interference and the degree of differential interference may be a multiple interference degree and a multiple degree of interference degree generated for each of the interference pairs. The interference pair organizing unit 310 may organize the interference pairs in any combination of the plurality of SAR image data. For example, the SAR image data are numbered with different numbers, the total number of SAR image data is N, and the combination of the interference pairs is 1-2, 1-3, 1-4, ... 1-N, 2-3, 2-4, 2-5, ... 2-N, ... , (N-1) -N. &Lt; / RTI >

예를 들면, 도 8과 같이 상기 SAR 이미지 데이터는 제1 지점에서 촬영된 SAR (1), 제2 지점에서 촬영된 SAR (2) 및 제 N 지점에서 촬영된 SAR(N)이고, 상기 간섭쌍은 SAR (1)과 SAR (2), SAR (2)와 SAR (N), SAR (N)과 SAR (1)일 수 있다. For example, as shown in Fig. 8, the SAR image data is SAR (1) photographed at a first point, SAR (2) photographed at a second point and SAR (N) photographed at an Nth point, Can be SAR (1) and SAR (2), SAR (2) and SAR (N), SAR (N) and SAR

상기 간섭쌍 편성부(310)는 상기 간섭쌍들을 간섭 영상으로 변환할 수 있다. 예를 들면, 상기 간섭쌍 편성부(310)는 복수개의 간섭쌍을 편성하고, 상기 간섭쌍들을 간섭 영상으로 변환할 수 있다.The interference pairing unit 310 may convert the interference pairs into an interference image. For example, the interference pairing unit 310 may combine a plurality of interference pairs and convert the interference pairs into interference images.

상기 간섭도 생성부(320)는 상기 간섭쌍으로부터 간섭도를 생성할 수 있다. 상기 간섭도는 상기 간섭쌍 간의 위상차이에서 상기 간섭쌍 간에 동일하게 포함되는 산란 정보를 상쇄한 거리 차이에 대한 함수일 수 있다. 상기 간섭도는 상기 제1 DEM 데이터에 포함된 고도 정보값을 포함할 수 있다.The interference level generator 320 may generate an interference level from the interference pair. The degree of interference may be a function of the distance difference offsetting the scattering information that is equally included between the interference pairs in the phase difference between the interference pairs. The degree of interference may include an altitude information value included in the first DEM data.

상기 간섭도 생성부(320)는 상기 간섭쌍으로부터 주영상 및 부영상을 선정할 수 있다. 상기 주영상은 상기 간섭쌍에 속한 상기 SAR 이미지 데이터 중 시기적으로 앞선 상기 SAR 이미지 데이터로 선정될 수 있다. 예를 들어, 상기 간섭쌍은 2018-01-05일 획득된 SAR 이미지 데이터와 2018-04-03에 획득된 SAR 이미지 데이터이고, 상기 주영상은 2018-01-05 획득된 SAR 이미지 데이터로 선정될 수 있다.The interference level generator 320 can select the main video and the sub video from the interference pair. The main image may be selected as SAR image data that is temporally preceding one of the SAR image data belonging to the interference pair. For example, the interference pair is SAR image data acquired in 2018-01-05 and SAR image data acquired in 2018-04-03, and the main image is selected as SAR image data obtained in 2018-01-05 .

또는, 상기 주영상은 사용자에 의하여 그 선정 기준이 적용될 수 있다. 예를 들면, 상기 주영상의 선정 기준은 시기, 촬영 위치 또는 신뢰성 정도일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 주영상과 부영상을 구분하여 선정하는 목적이 달성된다면 주영상 및 부영상의 선정 기준에 제한은 없다.Alternatively, the selection criteria may be applied by the user to the main image. For example, the selection criterion of the main image may be a timing, a photographing position, or a reliability level. However, the present invention is not limited thereto, and if the purpose of selecting the main image and the sub- .

상기 간섭도 생성부(320)는 상기 주영상 및 부영상을 이미지 정합(coregistration 또는 Image registration)하고, 상기 부영상의 복소 켤레(complex conjugate)값에 상기 주영상의 복소값을 곱하여 상기 간섭도를 생성할 수 있다.The interference level generator 320 performs image registration (core registration or image registration) on the main image and the sub-image, multiplies the complex conjugate value of the sub-image by the complex value of the main image, can do.

상기 간섭도는 다음의 수학식 1에 의해 정의될 수 있다.The degree of interference can be defined by the following equation (1).

수학식 1Equation 1

여기서,

는 간섭도이고,

는 주영상의 복소값이고,

는 부영상의 복소 켤레값이다.here,

Is the interference degree,

Is a complex value of the main image,

Is the complex conjugate value on the negative side.

상기 간섭도는 간섭도의 위상을 포함할 수 있다. 상기 간섭도의 위상은 상기 간섭도의 복소수의 각일 수 있다. 상기 간섭도의 위상은 다음의 수학식 2에 의해 정의될 수 있다. The degree of interference may include the phase of the degree of interference. The phase of the interference figure may be an angle of the complex number of the degree of interference. The phase of the interference figure can be defined by the following equation (2).

수학식 2Equation 2

여기서,

는 간섭도의 위상이고,

는 상기 간섭도이다.here,

Is the phase of the degree of interference,

Is the above interference figure.

또한, 상기 간섭도의 위상은 편평한 지상에서 발생하는 위상, 지형 고도로부터 결정되는 위상, 지표의 이동에 의한 위상 및 대기 지연 효과에 대한 위상을 포함할 수 있다. 상기 편평한 지상에서 발생하는 위상, 지형 고도로부터 결정되는 위상, 지표의 이동에 의한 위상 및 대기 지연 효과에 대한 위상과 상기 간섭도의 위상과의 관계는 다음의 수학식 3에 의해 정의될 수 있다.In addition, the phase of the interference figure may include a phase occurring on a flat ground, a phase determined from the terrain elevation, a phase due to the movement of the indicator, and a phase for the atmospheric delay effect. The relationship between the phase occurring on the flat ground, the phase determined from the terrain height, the phase due to the movement of the indicator, and the phase for the atmospheric delay effect and the phase of the interference degree can be defined by the following equation (3).

수학식 3Equation 3

여기서,

는 간섭도의 위상이고,

는 레이더 파장(radar wavelength)이고,

는 두 SAR 위성의 기선거리이고,

는 해당 픽셀에서의 입사각이고,

는 두 SAR 위성의 기하하적 특성에서의 각도이고,

는 두 SAR 위성의 수직기선거리이고,

는 제1 DEM 데이터와 SAR 이미지 데이터 상의 고도의 차이이고, z는 제1 DEM 데이터의 고도 정보값이고, R은 주영상의 SAR 위성과 해당 픽셀 간의 거리이고,

는 두 SAR 이미지 데이터 간의 획득 시간 사이의 지표 변위이고,

는 두 SAR 이미지 데이터 간의 대기 위상 지연의 차이이다.here,

Is the phase of the degree of interference,

Is the radar wavelength,

Is the baseline distance of the two SAR satellites,

Is the incident angle at the pixel,

Is the angle in the geometric characteristics of the two SAR satellites,

Is the vertical baseline distance of the two SAR satellites,

Is the altitude information value of the first DEM data, z is the altitude information value of the first DEM data, R is the distance between the SAR satellite of the main image and the corresponding pixel,

Is an indicator displacement between acquisition times between two SAR image data,

Is the difference in the atmospheric phase delay between the two SAR image data.

상기 편평한 지상에서 발생하는 위상은 다음의 수학식 4로 정의될 수 있다.The phase occurring on the flat ground can be defined by the following equation (4).

수학식 4Equation 4

여기서,

는 레이더 파장(radar wavelength)이고,

는 두 SAR 위성의 기선거리이고,

는 해당 픽셀에서의 입사각이고,

는 두 SAR 위성의 기하하적 특성에서의 각도이다.here,

Is the radar wavelength,

Is the baseline distance of the two SAR satellites,

Is the incident angle at the pixel,

Is the angle from the geometric characteristics of the two SAR satellites.

상기 지형 고도로부터 결정되는 위상은 다음의 수학식 5에 의해 정의될 수 있다.The phase determined from the terrain height can be defined by the following equation (5).

수학식 5Equation 5

여기서,

는 레이더 파장(radar wavelength)이고,

는 해당 픽셀에서의 입사각이고,

는 두 SAR 위성의 수직기선거리이고, z는 제1 DEM 데이터의 고도 정보값이고, R은 주영상의 SAR 위성과 해당 픽셀 간의 거리이다.here,

Is the radar wavelength,

Is the incident angle at the pixel,

Z is the altitude information value of the first DEM data, and R is the distance between the SAR satellite of the main image and the corresponding pixel.

상기 차분 간섭도 생성부(330)는 상기 간섭도에서 상기 편평한 지상에서 발생하는 위상 및 상기 지형 고도로부터 결정되는 위상을 뺀 차분 간섭도의 위상을 포함하는 차분 간섭도를 생성할 수 있다. 상기 차분 간섭도의 위상은 상기 잔여 지형 고도 정보, 상기 간섭쌍의 기선거리, 상기 지표의 이동에 의한 위상, 상기 대기 지연 효과에 대한 위상 및 지표 변위의 속도를 포함할 수 있다.The differential interference level generator 330 may generate a differential interference level including a phase of the differential interference degree obtained by subtracting a phase determined from the topographic altitude and a phase occurring on the flat ground in the interference level. The phase of the differential interference figure may comprise the residual terrain altitude information, the baseline distance of the interference pair, the phase due to movement of the indicator, the phase for the atmospheric delay effect and the rate of surface displacement.

상기 차분 간섭도의 개수는 상기 SAR 이미지 데이터의 개수로부터 계산될 수 있다. 예를 들면, 상기 SAR 이미지 데이터의 개수는 N개이고, 상기 차분 간섭도의 개수는 상기 N에서 1을 제한값에 N을 곱하고 그 값을 다시 2로 나눈값일 수 있다. 상기 차분 간섭도의 개수는 상기 간섭쌍의 개수와 동일할 수 있다.The number of differential interference degrees may be calculated from the number of SAR image data. For example, the number of the SAR image data is N, and the number of the differential interference degrees may be a value obtained by multiplying 1 by N, N by a limit value, and dividing the value by 2 again. The number of the differential interference degrees may be the same as the number of the interference pairs.

상기 차분 간섭도의 위상은 상기 간섭도에서 편평한 지상에서 발생하는 위상 및 지형 고도로부터 결정되는 위상을 제거한 값일 수 있다. 상기 편평한 지상에서 발생하는 위상은 상기 SAR 위성의 궤도 정보로부터 결정될 수 있다. 상기 지형 고도에 의하여 결정되는 위상은 상기 제1 DEM 데이터로부터 결정될 수 있다.The phase of the differential interference figure may be a value obtained by removing a phase determined from a phase and a terrain height occurring on a flat ground in the degree of interference. The phase occurring on the flat ground can be determined from the orbit information of the SAR satellite. The phase determined by the terrain elevation can be determined from the first DEM data.

상기 차분 간섭도의 위상은 다음의 수학식 6에 의해 정의될 수 있다.The phase of the differential interference figure may be defined by the following equation (6).

수학식 6Equation 6

여기서,

는 차분 간섭도의 위상이고,

는 간섭도의 위상이고,

는 레이더 파장(radar wavelength)이고,

는 두 SAR 위성의 기선거리이고,

는 해당 픽셀에서의 입사각이고,

는 두 SAR 위성의 기하하적 특성에서의 각도이고,

는 두 SAR 위성의 수직기선거리이고,

Is the phase of the degree of differential interference,

Is the phase of the degree of interference,

Is the radar wavelength,

Is the baseline distance of the two SAR satellites,

Is the incident angle at the pixel,

Is the angle in the geometric characteristics of the two SAR satellites,

Is the vertical baseline distance of the two SAR satellites,

상기 제1 DEM 데이터 변환부(340)는 상기 제1 DEM 데이터의 지도 좌표계 데이터를 레이더 좌표계 데이터로 변환하고, 상기 제1 DEM 데이터의 레이더 좌표계 데이터를 상기 SAR 이미지 데이터의 해상도와 일치하도록 오버샘플링할 수 있다. 상기 지형 고도에 의하여 결정되는 위상은 상기 레이더 좌표계 데이터로부터 결정될 수 있다.The first DEM data converter 340 converts the map coordinate system data of the first DEM data into radar coordinate system data and oversamples the radar coordinate system data of the first DEM data to match the resolution of the SAR image data . The phase determined by the terrain height may be determined from the radar coordinate system data.

상기 픽셀 선정부(400)는 상기 간섭쌍의 픽셀 중에서 노이즈가 적은 픽셀을 선택하여 픽셀 데이터로 선정할 수 있다. 상기 픽셀 선정부(400)는 상기 간섭쌍의 진폭의 분산으로부터 상기 픽셀 데이터를 선정할 수 있다. 예를 들면, 상기 진폭의 분산(amplitude dispersion)은 다음의 수학식 7로 정의될 수 있다.The pixel selection unit 400 may select a pixel having a small noise among the pixels of the interference pair and select the pixel data as pixel data. The pixel selection unit 400 can select the pixel data from the variance of the amplitude of the interference pair. For example, the amplitude dispersion of the amplitude can be defined by the following equation (7).

수학식 7Equation 7

여기서,

는 상기 간섭쌍의 진폭의 분산,

는 상기 간섭쌍의 진폭에 대한 표준편차이고,

는 상기 간섭쌍의 진폭의 평균이다.here,

Is the dispersion of the amplitude of the interference pair,

Is the standard deviation for the amplitude of the interference pair,

Is the average of the amplitudes of the interference pairs.

상기 진폭의 분산은 작을수록 다수의 SAR 이미지 데이터에서 변화가 없다는 것을 의미할 수 있으며 이는 노이즈가 적게 포함된다는 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 상기 픽셀 선정부(400)는 상기 진폭의 분산이 0.4 이하인 픽셀을 픽셀 데이터로 선택할 수 있다.The smaller the variance of the amplitude may mean that there is no change in the multiple SAR image data, which may mean that less noise is involved. For example, the pixel selection unit 400 may select, as pixel data, pixels having the amplitude variance of 0.4 or less.

상기 픽셀 선정부(400)는 상기 간섭쌍의 정규화된 상관관계인 공간 긴밀도로부터 상기 픽셀 데이터를 선정할 수 있다. 상기 공간 긴밀도(spatial coherence)는 다음의 수학식 8에 의해 정의될 수 있다.The pixel selection unit 400 can select the pixel data from spatial tightness, which is a normalized correlation of the interference pair. The spatial coherence can be defined by the following equation (8).

수학식 8Equation 8

여기서,

는 상기 간섭쌍의 공간 긴밀도,

는 상기 간섭쌍의 간섭도,

는,

는 주영상의 복소값,

는 주영상의 복소 켤레(complex conjugate)값,

는 부영상의 복소값,

는 부영상의 복소 켤레(complex conjugate)값이다.here,

The spatial tightness of the interference pair,

Is the interference degree of the interference pair,

Quot;

Is a complex value of the main image,

A complex conjugate value of the main image,

Is the complex value of the subpixel,

Is the complex conjugate value of the subpixel.

상기 공간 긴밀도는 0에 가까운 값일수록 상기 간섭쌍의 주영상과 부영상 간에 상관관계가 적어지며, 1에 가까울수록 상기 간섭쌍의 주영상과 부영상 간에 두 영상이 일치할 수 있다. 예를 들면, 상기 픽셀 선정부(400)는 상기 공간 긴밀도가 0.3 이상인 픽셀을 픽셀 데이터로 선택할 수 있다.As the spatial closeness is closer to 0, the correlation between the main image and the sub-image of the interference pair becomes smaller. When the spatial closeness is closer to 1, the two images may coincide with each other between the main image and the sub-image of the interference pair. For example, the pixel selection unit 400 can select pixels having spatial tightness of 0.3 or more as pixel data.

상기 픽셀 선정부(400)는 상기 진폭의 분산 및 상기 공간 긴밀도를 동시에 만족하는 픽셀을 픽셀 데이터로 선택할 수 있다. 상기 픽셀 선정부(400)는 상기 진폭의 분산 및 상기 공간 긴밀도를 동시에 만족하는 픽셀을 픽셀 데이터로 우선적으로 선택할 수 있다. 예를 들면, 상기 픽셀 선정부(400)는 상기 진폭의 분산이 0.4 이하이면서 상기 공간 긴밀도가 0.3 이상인 픽셀을 픽셀 데이터로 선택할 수 있다. 예를 들면, 각 픽셀에 노이즈가 심하여 상기 진폭의 분산이 0에 가까운 경우, 보다 높은 공간 긴밀도를 갖는 픽셀을 선택할 수 있다.The pixel selection unit 400 can select pixels that simultaneously satisfy the dispersion of the amplitudes and the spatial closeness as pixel data. The pixel selection unit 400 may preferentially select, as pixel data, a pixel satisfying both the dispersion of the amplitude and the spatial closeness. For example, the pixel selection unit 400 can select pixels having the amplitude dispersion of 0.4 or less and the spatial tightness of 0.3 or more as pixel data. For example, if noise is severe in each pixel and the variance of the amplitude is close to zero, a pixel with a higher spatial tightness can be selected.

상기 간섭 위상차 연산부(500)는 상기 픽셀 데이터, 상기 차분 간섭도 및 상기 간섭쌍의 기선거리의 관계로부터 픽셀단위로 상기 제1 DEM 데이터와 상기 SAR 이미지 데이터 간의 고도 정보값의 차이를 포함하는 잔여 지형 고도 정보를 생성할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 DEM 데이터와 상기 SAR 이미지 데이터 간의 고도 정보값이 상이할 경우 상기 잔여 지형 고도 정보값은 0이 아닐 수 있다. 상기 잔여 지형 고도 정보는 다음의 수학식 9에 의해 정의될 수 있다.The interference phase difference calculator 500 calculates a residual terrain (difference) between the first DEM data and the SAR image data in units of pixels from the relationship between the pixel data, the differential interference degree and the baseline distance of the interference pair, Altitude information can be generated. For example, if the altitude information value between the first DEM data and the SAR image data is different, the residual terrain altitude information value may not be zero. The remaining terrain elevation information can be defined by the following equation (9).

수학식 9Equation 9

여기서,

는 레이더 파장(radar wavelength)이고,

는 두 SAR 위성의 기선거리이고,

는 해당 픽셀에서의 입사각이고,

는 제1 DEM과 SAR 이미지 데이터 상의 고도의 차이이다.here,

Is the radar wavelength,

Is the baseline distance of the two SAR satellites,

Is the incident angle at the pixel,

Is a high degree of difference on the first DEM and SAR image data.

상기 잔여 지형 고도 정보는 복수개일 수 있다. 상기 잔여 지형 고도 정보들은 상기 간섭쌍의 기선거리에 따라서 상이할 수 있다. 예를 들면, 상기 간섭쌍, 상기 간섭도, 상기 차분 간섭도 및 상기 잔여 지형 고도 정보는 복수개이고, 상기 간섭도, 상기 차분 간섭도 및 상기 잔여 지형 고도 정보는 상기 간섭쌍들의 기하학적 차이인 기선거리에 따라 다를 수 있다.The remaining terrain elevation information may be plural. The remaining terrain elevation information may differ depending on the baseline distance of the interference pair. For example, the interference pair, the degree of interference, the degree of differential interference, and the residual terrain height information are plural, and the degree of interference, the degree of differential interference and the residual terrain height information may be the baseline distance &Lt; / RTI >

상기 픽셀 데이터에서의 상기 차분 간섭도의 위상은 다음의 수학식 10에 의하여 정의될 수 있다.The phase of the differential interference figure in the pixel data can be defined by the following equation (10).

수학식 10Equation 10

여기서,

는 차분 간섭도의 위상이고,

는 제1 DEM 데이터와 SAR 이미지 데이터 상의 고도의 차이이고,

는 레이더 파장(radar wavelength)이고, R은 주영상의 SAR 위성과 해당 픽셀 간의 거리이고,

는 해당 픽셀에서의 입사각이고,

는 SAR 위성간의 수직기선거리이고, V는 지표 변위의 속도이고, t는 간섭쌍 간의 시간 차이이고, A는 대기 지연 효과에 대한 위상이고, N은 간섭쌍으로 편성된 SAR 이미지 데이터의 개수이고, 각각의 첨자는 간섭쌍으로 편성된 SAR 이미지 데이터의 번호이다.here,

Is the phase of the degree of differential interference,

Is a high degree of difference on the first DEM data and the SAR image data,

Is the radar wavelength, R is the distance between the SAR satellite of the main image and the corresponding pixel,

Is the incident angle at the pixel,

Where V is the velocity of the surface displacement, t is the time difference between the interference pairs, A is the phase for the atmospheric delay effect, N is the number of SAR image data organized into interference pairs, Each subscript is a number of SAR image data organized into interference pairs.

상기 차분 간섭도의 위상들은 상기 SAR 위성간의 수직 기선거리로부터 결정될 수 있다. 상기 차분 간섭도의 위상들은 상기 대기 지연 효과에 대한 위상으로부터 결정될 수 있다. 상기 간섭 위상차 연산부(500)는 상기 제1 DEM과 SAR 이미지 데이터 상의 고도의 차이 및 상기 지표 변위의 속도를 추정할 수 있다. 예를 들면, 상기 간섭 위상차 연산부(500)는 상기 제1 DEM 데이터와 상기 SAR 이미지 데이터 간의 고도의 차이 및 상기 지표 변위의 속도를 일정한 범위의 값 안에서 반복적으로 변화시켜 그 값을 추정할 수 있다.The phases of the differential interference figure may be determined from the vertical baseline distance between the SAR satellites. The phases of the differential interference figure may be determined from the phase for the atmospheric delay effect. The interference phase difference calculator 500 can estimate the altitude difference on the first DEM and SAR image data and the speed of the landmark displacement. For example, the interference phase difference calculator 500 may repeatedly vary the altitude difference between the first DEM data and the SAR image data and the speed of the landmark displacement within a predetermined range of values, and estimate the value.

상기 잔여 지형 고도 정보 및 상기 지표 변위의 속도는 상기 차분 간섭도의 위상으로부터 시간 긴밀도를 높이는 값으로 결정될 수 있다. 상기 시간 긴밀도는 다음의 수학식 11으로 정의될 수 있다.The residual terrain height information and the rate of the landmark displacement may be determined to be values that increase time tightness from the phase of the differential interference figure. The time tightness may be defined by the following equation (11).

수학식 11Equation 11

여기서,

는 시간 긴밀도이고, M은 차분간섭도의 개수이고,

는 차분 간섭도의 위상이고,

는 레이더 파장(radar wavelength)이고,

는 해당 픽셀에서의 입사각이고,

는 두 SAR 위성의 기하하적 특성에서의 각도이고,

는 두 SAR 위성의 수직기선거리이고,

는 제1 DEM 데이터와 SAR 이미지 데이터 상의 고도의 차이이고, V는 지표 변위의 속도이고, t는 간섭쌍 간의 시간 차이이다.here,

Is time tightness, M is the number of differential interference levels,

Is the phase of the degree of differential interference,

Is the radar wavelength,

Is the incident angle at the pixel,

Is the angle in the geometric characteristics of the two SAR satellites,

Is the vertical baseline distance of the two SAR satellites,

Is the altitude difference on the first DEM data and the SAR image data, V is the velocity of the surface displacement and t is the time difference between the interference pairs.

상기 시간 긴밀도는 상기 차분 간섭도의 위상으로부터 결정될 수 있다. 상기 차분 간섭도의 위상은 상기 제1 DEM과 SAR 이미지 데이터 상의 고도의 차이 및 상기 지표 변위의 속도에 의하여 결정되므로 상기 간섭 위상차 연산부(500)는 시간 긴밀도를 향상시키는 상기 제1 DEM과 SAR 이미지 데이터 상의 고도의 차이 및 상기 지표 변위의 속도를 결정할 수 있다.The time tightness may be determined from the phase of the differential interference figure. Since the phase of the differential interference degree is determined by a high degree of difference on the first DEM and SAR image data and a speed of the surface displacement, the interference phase difference calculating unit 500 calculates the phase difference between the first DEM and the SAR image The height difference on the data and the rate of the surface displacement.

상기 DEM 업데이트 생성부(600)는 상기 잔여 지형 고도 정보로부터 상기 제1 DEM 데이터를 제2 시점의 수치 표고 정보를 포함하는 제2 DEM 데이터로 업데이트할 수 있다. 예를 들면, 상기 DEM 업데이트 생성부(600)는 상기 잔여 지형 고도 정보를 상기 제1 DEM 데이터의 지형 고도 정보에 합산하여 상기 제2 DEM 데이터로 업데이트 할 수 있다.The DEM update generator 600 may update the first DEM data from the remaining terrain height information with the second DEM data including the digital elevation information at the second time point. For example, the DEM update generator 600 may update the residual terrain height information with the second DEM data by adding the remaining terrain height information to the terrain height information of the first DEM data.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법의 차분 간섭도를 생성하는 단계를 나타내는 흐름도이다. 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법의 간섭 영상으로 생성하는 단계를 나타내는 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of generating a high-resolution digital elevation model according to an embodiment of the present invention. 5 is a flowchart illustrating a step of generating a differential interference degree of a method for generating a high-resolution digital elevation model according to an embodiment of the present invention. 6 is a flowchart illustrating a step of generating an interference image of a method of generating a high-resolution digital elevation model according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법은 상기 수치 표고 모델 생성 시스템과 카테고리만 상이할 뿐 내용은 실질적으로 동일하다. 따라서, 상기 수치 표고 모델 생성 시스템과 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략하며, 상기 수치 표고 모델 생성 방법의 각 단계의 수행주체 및 연결관계만을 추가적으로 설명한다.The method of generating a high-resolution digital elevation model according to the present embodiment is substantially the same as that of the digital elevation model generation system only in the category. Therefore, the same constituent elements as those of the digital elevation model creating system are denoted by the same reference numerals, repetitive explanations are omitted, and only the executing entity and the connecting relationship of each step of the digital elevation model generating method are additionally described.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법은 제1 DEM을 저장하는 단계(S100), 복수개의 SAR 이미지 데이터를 저장하는 단계(S200), 차분 간섭도를 제작하는 단계(S300), 픽셀 데이터로 선정하는 단계(S400), 잔여 지형 고도 정보를 생성하는 단계(S500) 및 제2 DEM 데이터로 업데이트하는 단계(S600)를 포함한다.4 to 6, a method for generating a high-resolution digital elevation model according to an exemplary embodiment of the present invention includes storing a first DEM (S100), storing a plurality of SAR image data (S200) A step S400 of generating pixel data, a step S500 of generating the remaining terrain information, and a step S600 of updating the second DEM data.

상기 제1 DEM을 저장하는 단계(S100)에서는 제1 DEM 저장부(100)가 제1 시점의 수치 표고에 관한 정보를 포함하는 제1 DEM(수치 표고 모델: Digital Elevation Model) 데이터를 저장할 수 있다. 상기 제1 DEM을 저장하는 단계(S100)는 상기 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템의 상기 제1 DEM 저장부(100)가 수행하는 내용과 실질적으로 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.In the step of storing the first DEM (S100), the first DEM storage unit 100 may store the first DEM (Digital Elevation Model) data including the information about the digital elevation at the first time point . The step of storing the first DEM (S100) is substantially the same as that performed by the first DEM storage unit (100) of the high-resolution digital elevation model generation system, so repeated description will be omitted.

상기 복수개의 SAR 이미지 데이터를 저장하는 단계(S200)에서는 SAR 저장부(200)가 제2 시점의 서로 상이한 궤도의 SAR(Synthetic Aperture Radar) 위성에서 촬영한 복수개의 SAR 이미지 데이터를 저장할 수 있다. 상기 복수개의 SAR 이미지 데이터를 저장하는 단계(S200)는 상기 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템의 상기 SAR 저장부(200)가 수행하는 내용과 실질적으로 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.In the step of storing the plurality of SAR image data (S200), the SAR storage unit 200 may store a plurality of SAR image data photographed by SAR (Synthetic Aperture Radar) satellites of different orbits at the second time point. The step of storing the plurality of SAR image data (S200) is substantially the same as that performed by the SAR storage unit (200) of the high-resolution digital elevation model generation system, so repeated description will be omitted.

상기 차분 간섭도를 제작하는 단계(S300)에서는 상기 SAR 이미지 데이터로부터 간섭쌍을 편성하고, 간섭도를 생성하며, 이로부터 차분 간섭도를 생성할 수 있다. 차분 간섭도 제작부(300)의 간섭쌍 편성부(310)가 상기 SAR 이미지 데이터로부터 간섭쌍을 편성할 수 있다.In the step of generating the differential interference figure (S300), an interference pair may be formed from the SAR image data, an interference diagram may be generated, and a differential interference diagram may be generated therefrom. The interference pairing unit 310 of the differential interference level producing unit 300 can organize an interference pair from the SAR image data.

상기 차분 간섭도를 제작하는 단계(S300)는 간섭쌍을 편성하는 단계(S310), 간섭도를 생성하는 단계(S340) 및 차분 간섭도를 생성하는 단계(S350)를 포함할 수 있다.The step of constructing the differential interference figure S300 may include a step S310 of forming an interference pair, a step S340 of generating an interference figure, and a step S350 of generating a differential interference figure.

상기 차분 간섭도를 제작하는 단계(S300)는 간섭쌍을 편성하는 단계(S310), 레이더 좌표계 데이터로 변환하는 단계(S320), 오버샘플링하는 단계(S330), 간섭도를 생성하는 단계(S340) 및 차분 간섭도를 생성하는 단계(S350)를 포함할 수 있다. 상기 간섭쌍을 편성하는 단계(S310)는 복수개의 간섭쌍을 편성하는 단계(S301) 및 간섭 영상으로 생성하는 단계(S302)를 포함할 수 있다.Step S300 of producing the differential interference figure includes a step S310 of forming an interference pair, a step S320 of transforming the data into radar coordinate system data, an oversampling step S330, a step S340 of generating an interference figure, And generating a differential interference figure (S350). The step of forming the interference pair S310 may include a step S301 of knitting a plurality of interference pairs and a step S302 of generating an interference image.

상기 간섭쌍을 편성하는 단계(S310)에서는 상기 SAR 이미지 데이터로부터 간섭쌍을 편성할 수 있다.In step S310 of organizing the interference pair, an interference pair may be organized from the SAR image data.

상기 간섭도를 생성하는 단계(S340)에서는 차분 간섭도 제작부(300)의 간섭도 생성부(320)가 상기 간섭쌍 및 상기 제1 DEM 데이터로부터 편평한 지상에서 발생하는 위상, 지형 고도로부터 결정되는 위상, 지표의 이동에 의한 위상 및 대기 지연 효과에 대한 위상을 포함하는 간섭도를 생성할 수 있다.In step S340, the interference level generator 320 of the difference interference level producing unit 300 calculates a phase difference between the interference level and the first DEM data, , The phase due to the movement of the surface, and the phase for the atmospheric delay effect.

상기 차분 간섭도를 생성하는 단계(S350)에서는 차분 간섭도 제작부(300)의 차분 간섭도 생성부(330)가 상기 간섭도에서 상기 편평한 지상에서 발생하는 위상 및 상기 지형 고도로부터 결정되는 위상을 뺀 차분 간섭도의 위상을 포함하는 차분 간섭도를 생성할 수 있다.In step S350 of generating the differential interference figure, the differential interference diagram generator 330 of the differential interference diagram generator 300 subtracts the phase occurring on the flat ground and the phase determined from the terrain height from the interference map The degree of differential interference including the phase of the degree of differential interference can be generated.

상기 차분 간섭도를 제작하는 단계(S300)는 상기 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템의 상기 차분 간섭도 제작부(300)가 수행하는 내용과 실질적으로 동일하며, 간섭쌍을 편성하는 단계(S310)는 간섭쌍 편성부(310)가 수행하는 내용과, 레이더 좌표계 데이터로 변환하는 단계(S320) 및 오버샘플링하는 단계(S330)는 제1 DEM 데이터 변환부(340)가 수행하는 내용과, 간섭도를 생성하는 단계(S340)는 간섭도 생성부(320)가 수행하는 내용과, 차분 간섭도를 생성하는 단계(S350)는 차분 간섭도 생성부(330)가 수행하는 내용과 실질적으로 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.Step S300 of producing the differential interference figure is substantially the same as that performed by the differential interference diagram generator 300 of the high-resolution digital elevation model generation system, and step S310 of organizing the interference pair comprises: The contents to be performed by the knitting section 310 and the step of converting into the radar coordinate system data (S320) and the oversampling step (S330) are the same as those of the first DEM data conversion section 340 In step S340, the content performed by the interference level generating unit 320 and the step of generating the differential interference degree (S350) are substantially the same as those performed by the differential interference level generating unit 330, It is omitted.

상기 복수개의 간섭쌍을 편성하는 단계(S301)는 간섭쌍 편성부(310)가 상기 간섭쌍을 복수개 편성할 수 있다. 상기 간섭쌍들은 다중경로를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 간섭쌍은 복수개이고, 상기 간섭도 및 상기 차분 간섭도는 상기 간섭쌍별로 생성되는 다중 간섭도 및 다중 차분 간섭도일 수 있다. 상기 복수개의 간섭쌍을 편성하는 단계(S301)에서는 상기 복수개의 SAR 이미지 데이터들 중 임의의 조합으로 간섭쌍을 편성할 수 있다. 예를 들면, 상기 SAR 이미지 데이터는 서로 상이한 숫자로 넘버링 되고, 상기 SAR 이미지 데이터들의 총 개수는 N개이며, 상기 간섭쌍의 편성은 1-2, 1-3, 1-4, … 1-N, 2-3, 2-4, 2-5, … 2-N, …, (N-1)-N의 조합과 같이 편성될 수 있다. In the step S301 of knitting the plurality of interference pairs, the interference pair organizing unit 310 may organize a plurality of the interference pairs. The interference pairs may comprise multipath. For example, the number of the interference pairs is a plurality, and the degree of interference and the degree of differential interference may be a multiple interference degree and a multiple degree of interference degree generated for each of the interference pairs. In step S301 of organizing the plurality of interference pairs, the interference pairs may be organized by any combination of the plurality of SAR image data. For example, the SAR image data are numbered with different numbers, the total number of SAR image data is N, and the combination of the interference pairs is 1-2, 1-3, 1-4, ... 1-N, 2-3, 2-4, 2-5, ... 2-N, ... , (N-1) -N. &Lt; / RTI >

상기 간섭 영상으로 생성하는 단계(S302)에서는 간섭쌍 편성부(310)가 상기 간섭쌍들을 간섭 영상으로 변환할 수 있다. 예를 들면, 상기 간섭쌍 편성부(310)는 복수개의 간섭쌍을 편성하고, 상기 간섭쌍들을 간섭 영상으로 변환할 수 있다.In step S302 of generating the interference image, the interference pairing unit 310 may convert the interference pairs into an interference image. For example, the interference pairing unit 310 may combine a plurality of interference pairs and convert the interference pairs into interference images.

상기 픽셀 데이터로 선정하는 단계(S400)에서는 픽셀 선정부(400)가 상기 간섭쌍의 픽셀 중에서 노이즈가 적은 픽셀을 선택하여 픽셀 데이터로 선정할 수 있다. 상기 픽셀 데이터로 선정하는 단계(S400)는 상기 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템의 상기 픽셀 선정부(400)가 수행하는 내용과 실질적으로 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.In the step S400 of selecting the pixel data, the pixel selecting unit 400 may select a pixel having a small noise among the pixels of the interference pair and select it as pixel data. The selection of the pixel data (S400) is substantially the same as that performed by the pixel selection unit (400) of the high-resolution digital elevation model generation system, and therefore, the repeated description will be omitted.

상기 잔여 지형 고도 정보를 생성하는 단계(S500)에서는 간섭 위상차 연산부(500)가 상기 픽셀 데이터, 상기 차분 간섭도 및 상기 간섭쌍의 기선거리의 관계로부터 픽셀단위로 상기 제1 DEM 데이터와 상기 SAR 이미지 데이터 간의 고도 정보값의 차이를 포함하는 잔여 지형 고도 정보를 생성할 수 있다. 상기 잔여 지형 고도 정보를 생성하는 단계(S500)는 상기 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템의 상기 간섭 위상차 연산부(500)가 수행하는 내용과 실질적으로 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.In the step S500 of generating the residual terrain height information, the interference phase difference calculating unit 500 calculates the difference between the first DEM data and the SAR image, in units of pixels, from the relationship between the pixel data, the differential interference degree, It is possible to generate the residual terrain altitude information including the difference of the altitude information value between the data. The step S500 of generating the remaining terrain height information is substantially the same as the operation performed by the interference phase difference calculating unit 500 of the high-resolution digital elevation model generating system, so repeated description will be omitted.

상기 제2 DEM 데이터로 업데이트하는 단계(S600)에서는 DEM 업데이트 생성부(600)가 상기 잔여 지형 고도 정보로부터 상기 제1 DEM 데이터를 제2 시점의 수치 표고 정보를 포함하는 제2 DEM 데이터로 업데이트할 수 있다. 상기 제2 DEM 데이터로 업데이트하는 단계(S600)는 상기 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템의 상기 DEM 업데이트 생성부(600)가 수행하는 내용과 실질적으로 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.In step S600 of updating the second DEM data, the DEM update generator 600 updates the first DEM data from the remaining terrain height information to the second DEM data including the digital elevation information at the second time point . The step of updating the second DEM data (S600) is substantially the same as that performed by the DEM update generator (600) of the high-resolution digital elevation model generation system, and therefore, a repetitive description thereof will be omitted.

상기 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법은 도 4와 같이 제1 DEM을 저장하는 단계(S100), 복수개의 SAR 이미지 데이터를 저장하는 단계(S200), 차분 간섭도를 제작하는 단계(S300), 픽셀 데이터로 선정하는 단계(S400), 잔여 지형 고도 정보를 생성하는 단계(S500) 및 제2 DEM 데이터로 업데이트하는 단계(S600)가 순차적으로 수행될 수 있다.The method for generating a high-resolution digital elevation model includes storing a first DEM (S100), storing a plurality of SAR image data (S200), producing a differential interference map (S300) A step S500 of generating the remaining terrain altitude information, and a step S600 of updating the second DEM data may be sequentially performed.

상기 차분 간섭도를 제작하는 단계(S300)는 도 5와 같이 간섭쌍을 편성하는 단계(S310), 레이더 좌표계 데이터로 변환하는 단계(S320), 오버샘플링하는 단계(S330), 간섭도를 생성하는 단계(S340) 및 차분 간섭도를 생성하는 단계(S350)가 순차적으로 수행될 수 있다.The step of generating the differential interference figure S300 includes the steps of arranging the interference pairs S310, S320, and S330 as shown in FIG. 5, generating the interference diagrams Step S340 and step S350 of generating the differential interference figure may be sequentially performed.

상기 간섭쌍을 편성하는 단계(S310)에서는 간섭쌍을 편성하는 단계(S310)를 여러 번 반복하여 복수개의 간섭쌍을 편성하는 단계(S301)를 수행할 수 있으며, 도 6과 같이 복수개의 간섭쌍을 편성하는 단계(S301)의 수행 이후 복수개의 간섭쌍을 간섭 영상으로 생성하는 단계(S302)가 수행될 수 있다.In step S310 of knitting the interference pair, a step S301 of knitting a plurality of interference pairs by repeating the step S310 of knitting an interference pair may be performed several times, and a plurality of interference pairs A step S302 of generating a plurality of interference pairs as interference images may be performed after the step S301 of organizing the interference pairs.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It can be understood that.

100: 제1 DEM 저장부
200: SAR 저장부
300: 차분 간섭도 제작부
400: 픽셀 선정부
500: 간섭 위상차 연산부
600: DEM 업데이트 생성부100: First DEM storage unit
200: SAR storage unit
300: Difference interference diagram
400: Pixel line selection
500: interference phase difference calculating section
600: DEM update generation unit

Claims

제1 시점의 수치 표고에 관한 정보를 포함하는 제1 DEM(수치 표고 모델: Digital Elevation Model) 데이터를 저장하는 제1 DEM 저장부;
제2 시점의 서로 상이한 궤도의 SAR(Synthetic Aperture Radar) 위성에서 촬영한 복수개의 SAR 이미지 데이터를 저장하는 SAR 저장부;
상기 SAR 이미지 데이터로부터 간섭쌍을 편성하는 간섭쌍 편성부, 상기 간섭쌍 및 상기 제1 DEM 데이터로부터 편평한 지상에서 발생하는 위상, 지형 고도로부터 결정되는 위상, 지표의 이동에 의한 위상 및 대기 지연 효과에 대한 위상을 포함하는 간섭도를 생성하는 간섭도 생성부 및 상기 간섭도에서 상기 편평한 지상에서 발생하는 위상 및 상기 지형 고도로부터 결정되는 위상을 뺀 차분 간섭도의 위상을 포함하는 차분 간섭도를 생성하는 차분 간섭도 생성부를 포함하는 차분 간섭도 제작부;
상기 간섭쌍의 픽셀 중에서 노이즈가 적은 픽셀을 선택하여 픽셀 데이터로 선정하는 픽셀 선정부;
상기 픽셀 데이터, 상기 차분 간섭도 및 상기 간섭쌍의 기선거리의 관계로부터 픽셀단위로 상기 제1 DEM 데이터와 상기 SAR 이미지 데이터 간의 고도 정보값의 차이를 포함하는 잔여 지형 고도 정보를 생성하는 간섭 위상차 연산부; 및
상기 잔여 지형 고도 정보로부터 상기 제1 DEM 데이터를 제2 시점의 수치 표고 정보를 포함하는 제2 DEM 데이터로 업데이트하는 DEM 업데이트 생성부를 포함하는 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템.
A first DEM storage unit for storing a first DEM (Digital Elevation Model) data including information about a digital elevation at a first time point;
An SAR storage unit for storing a plurality of pieces of SAR image data photographed by SAR (Synthetic Aperture Radar) satellites of different orbits at a second time point;
An interference pairing section for knitting an interference pair from the SAR image data, a phase generated from a flat ground, a phase determined from the terrain height, and a phase delay caused by the movement of the indicator and an atmospheric delay effect from the interference pair and the first DEM data An interference level generating unit for generating an interference level including a phase for the received signal and generating a differential interference level including a phase of the differential interference degree obtained by subtracting a phase determined from the terrain height and a phase occurring on the flat ground in the degree of interference A differential interference level producing unit including a differential interference level generating unit;
A pixel selecting unit for selecting a pixel having a small noise among the pixels of the interference pair and selecting the pixel as pixel data;
An interferometric phase difference computing unit for computing a difference in altitude information value between the first DEM data and the SAR image data on a pixel-by-pixel basis from the relationship between the pixel data, the differential interference degree and the baseline distance of the interference pair, ; And
And a DEM update generator for updating the first DEM data from the remaining terrain elevation information to second DEM data including the digital elevation information at the second time point.

제1항에 있어서, 상기 간섭쌍은 복수개인 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템.
The high-resolution digital elevation model generation system according to claim 1, wherein said interference pair is plural.

제2항에 있어서, 상기 간섭쌍 편성부는 상기 간섭쌍들을 간섭 영상으로 변환하는 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템.
3. The high-resolution digital elevation model generation system of claim 2, wherein the interference pairing unit transforms the interference pairs into an interference image.

제1항에 있어서, 상기 SAR 이미지 데이터는 복소값으로 이루어져 있고,
상기 간섭도 생성부는 상기 간섭쌍으로부터 주영상 및 부영상을 선정하며, 상기 주영상 및 부영상을 이미지 정합(coregistration)하고, 상기 부영상의 복소 켤레(complex conjugate)값에 상기 주영상의 복소값을 곱하여 상기 간섭도를 생성하는 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템.
2. The apparatus of claim 1, wherein the SAR image data comprises a complex value,
Wherein the interference level generator selects a main image and a sub-image from the interference pair, performs image registration of the main image and the sub-image, and outputs a complex value of the main image to a complex conjugate value of the sub- And generating the degree of interference by multiplying the digital signal by the digital signal.

제1항에 있어서, 상기 간섭도는 간섭도의 위상을 포함하고, 상기 간섭도의 위상은 상기 간섭도의 복소수의 각인 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템.
2. The system of claim 1, wherein the degree of coherence includes a phase of the degree of coherence, and the phase of the degree of coherence is a complex number of the degree of coherence.

제1항에 있어서, 상기 편평한 지상에서 발생하는 위상은 상기 SAR 위성의 궤도 정보로부터 결정되고,
상기 지형 고도에 의하여 결정되는 위상은 상기 제1 DEM 데이터로부터 결정되는 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템.
2. The method of claim 1, wherein the phase occurring on the flat ground is determined from the orbit information of the SAR satellite,
Wherein the phase determined by the terrain height is determined from the first DEM data.

제6항에 있어서, 상기 차분 간섭도 제작부는 상기 제1 DEM 데이터의 지도 좌표계 데이터를 레이더 좌표계 데이터로 변환하고, 상기 제1 DEM 데이터의 레이더 좌표계 데이터를 상기 SAR 이미지 데이터의 해상도와 일치하도록 오버샘플링하는 제1 DEM 데이터 변환부를 포함하고,
상기 지형 고도에 의하여 결정되는 위상은 상기 레이더 좌표계 데이터로부터 결정되는 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템.
7. The apparatus according to claim 6, wherein the differential interference figure production unit converts the map coordinate system data of the first DEM data into radar coordinate system data, and oversampling the radar coordinate system data of the first DEM data to match the resolution of the SAR image data And a first DEM data conversion unit for converting the first DEM data,
And a phase determined by the terrain height is determined from the radar coordinate system data.

제1항에 있어서, 상기 픽셀 선정부는 상기 간섭쌍의 진폭의 분산으로부터 상기 픽셀 데이터를 선정하는 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템.
The high-resolution digital elevation model generation system according to claim 1, wherein the pixel selection unit selects the pixel data from the variance of the amplitude of the interference pair.

제1항에 있어서, 상기 픽셀 선정부는 상기 간섭쌍의 정규화된 상관관계인 공간 긴밀도로부터 상기 픽셀 데이터를 선정하는 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템.
The high-resolution digital elevation model generation system according to claim 1, wherein the pixel selection unit selects the pixel data from spatial tightness which is a normalized correlation of the interference pair.

제1항에 있어서, 상기 차분 간섭도의 위상은 상기 잔여 지형 고도 정보, 상기 간섭쌍의 기선거리, 상기 지표의 이동에 의한 위상, 상기 대기 지연 효과에 대한 위상 및 지표 변위의 속도로부터 결정되고,
상기 잔여 지형 고도 정보 및 상기 지표 변위의 속도는 상기 차분 간섭도의 위상으로부터 시간 긴밀도를 높이는 값으로 결정되는 고해상도 수치 표고 모델 생성 시스템.
2. The method of claim 1, wherein the phase of the differential interference figure is determined from the residual terrain altitude information, the baseline distance of the interference pair, the phase due to movement of the indicator, the phase and phase displacement for the atmospheric delay effect,
Wherein the residual terrain elevation information and the rate of the surface displacement are determined to be values that increase time tightness from the phase of the differential interference degree.

제1 DEM 저장부가 제1 시점의 수치 표고에 관한 정보를 포함하는 제1 DEM(수치 표고 모델: Digital Elevation Model) 데이터를 저장하는 단계;
SAR 저장부가 제2 시점의 서로 상이한 궤도의 SAR(Synthetic Aperture Radar) 위성에서 촬영한 복수개의 SAR 이미지 데이터를 저장하는 단계;
차분 간섭도 제작부가 상기 SAR 이미지 데이터로부터 간섭쌍을 편성하는 단계, 상기 간섭쌍 및 상기 제1 DEM 데이터로부터 편평한 지상에서 발생하는 위상, 지형 고도로부터 결정되는 위상, 지표의 이동에 의한 위상 및 대기 지연 효과에 대한 위상을 포함하는 간섭도를 생성하는 단계 및 상기 간섭도에서 상기 편평한 지상에서 발생하는 위상 및 상기 지형 고도로부터 결정되는 위상을 뺀 차분 간섭도의 위상을 포함하는 차분 간섭도를 생성하는 단계를 포함하는 차분 간섭도를 제작하는 단계;
픽셀 선정부가 상기 간섭쌍의 픽셀 중에서 노이즈가 적은 픽셀을 선택하여 픽셀 데이터로 선정하는 단계;
간섭 위상차 연산부가 상기 픽셀 데이터, 상기 차분 간섭도 및 상기 간섭쌍의 기선거리의 관계로부터 픽셀단위로 상기 제1 DEM 데이터와 상기 SAR 이미지 데이터 간의 고도 정보값의 차이를 포함하는 잔여 지형 고도 정보를 생성하는 단계; 및
DEM 업데이트 생성부가 상기 잔여 지형 고도 정보로부터 상기 제1 DEM 데이터를 제2 시점의 수치 표고 정보를 포함하는 제2 DEM 데이터로 업데이트하는 단계를 포함하는 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법.
Storing a first DEM (Digital Elevation Model) data including information on a digital elevation of a first viewpoint;
Storing a plurality of SAR image data taken by a SAR storage unit at a second time point on a SAR (Synthetic Aperture Radar) satellite of a different orbit;
A step of generating an interference pair from the SAR image data, a step of generating an interference pair from the SAR image data, a phase determined from the terrestrial elevation, a phase determined by the terrain elevation, Generating an interference map including a phase for the effect and generating a differential interference map including a phase of a differential interference figure obtained by subtracting a phase determined from the topographic altitude and a phase occurring on the flat ground in the interference map Generating a differential interference map including the differential interference map;
Selecting a pixel having low noise among the pixels of the interference pair and selecting the pixel data as the pixel data;
The interference phase difference calculation unit generates residual terrain altitude information including the difference of the altitude information value between the first DEM data and the SAR image data on a pixel-by-pixel basis from the relationship between the pixel data, the differential interference degree and the baseline distance of the interference pair ; And
Wherein the DEM update generating unit updates the first DEM data from the remaining terrain height information with the second DEM data including the digital elevation information at the second time point.

제11항에 있어서, 상기 간섭쌍을 편성하는 단계는 복수개의 상기 간섭쌍을 편성하는 단계를 포함하는 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법.
12. The method of claim 11, wherein knitting the interference pair comprises knitting a plurality of the interference pairs.

제12항에 있어서, 상기 간섭쌍을 편성하는 단계는 상기 간섭쌍들을 간섭 영상으로 변환하는 단계를 포함하는 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법.
13. The method of claim 12, wherein the step of organizing the interference pair comprises converting the interference pairs into an interference image.

제11항에 있어서, 상기 SAR 이미지 데이터는 복소값으로 이루어져 있고,
상기 간섭쌍은 상기 복소값으로 이루어져 있는 상기 SAR 이미지 데이터로부터 편성되고,
상기 간섭도를 생성하는 단계에서는 상기 간섭쌍으로부터 주영상 및 부영상을 선정하며, 상기 주영상 및 부영상을 이미지 정합(coregistration)하고, 상기 부영상의 복소 켤레(complex conjugate)값에 상기 주영상의 복소값을 곱하여 상기 간섭도를 생성하는 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법.
12. The method of claim 11, wherein the SAR image data comprises a complex value,
Wherein the interference pair is organized from the SAR image data comprising the complex value,
In the step of generating the degree of interference, a main image and a sub-image are selected from the interference pair, and the main image and the sub-image are subjected to image registration, and the complex conjugate value of the sub- And generating the degree of interference by multiplying the complex value by a complex value.

제11항에 있어서, 상기 간섭도는 간섭도의 위상을 포함하고, 상기 간섭도의 위상은 상기 간섭도의 복소수의 각인 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법.
12. The method of claim 11, wherein the degree of coherence includes a phase of the degree of coherence, and the phase of the degree of coherence is a complex number of the degree of coherence.

제11항에 있어서, 상기 편평한 지상에서 발생하는 위상은 상기 SAR 위성의 궤도 정보로부터 결정되고,
상기 지형 고도에 의하여 결정되는 위상은 상기 제1 DEM 데이터로부터 결정되는 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법.
12. The method of claim 11, wherein the phase occurring on the flat ground is determined from the orbit information of the SAR satellite,
Wherein the phase determined by the terrain height is determined from the first DEM data.

제16항에 있어서, 상기 차분 간섭도를 제작하는 단계는 제1 DEM 데이터 변환부가 상기 제1 DEM 데이터의 지도 좌표계 데이터를 레이더 좌표계 데이터로 변환하는 단계 및 상기 제1 DEM 데이터의 레이더 좌표계 데이터를 상기 SAR 이미지 데이터의 해상도와 일치하도록 오버샘플링하는 단계를 포함하고,
상기 지형 고도에 의하여 결정되는 위상은 상기 레이더 좌표계 데이터로부터 결정되는 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법.
The method according to claim 16, wherein the step of generating the differential interference diagram further comprises the steps of: converting a map coordinate system data of the first DEM data into radar coordinate system data, and converting the radar coordinate system data of the first DEM data And oversampling to match the resolution of the SAR image data,
And a phase determined by the terrain height is determined from the radar coordinate system data.

제11항에 있어서, 상기 픽셀 데이터로 선정하는 단계에서는 상기 간섭쌍의 진폭의 분산으로부터 상기 픽셀 데이터를 선정하는 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법.
The high-resolution digital elevation model generation method according to claim 11, wherein, in the step of selecting the pixel data, the pixel data is selected from the variance of the amplitude of the interference pair.

제11항에 있어서, 상기 픽셀 데이터로 선정하는 단계 에서는 상기 간섭쌍의 정규화된 상관관계인 공간 긴밀도로부터 상기 픽셀 데이터를 선정하는 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법.
12. The method of claim 11, wherein in the step of selecting the pixel data, the pixel data is selected from spatial tightness which is a normalized correlation of the interference pair.

제11항에 있어서, 상기 차분 간섭도의 위상은 상기 잔여 지형 고도 정보, 상기 간섭쌍의 기선거리, 상기 지표의 이동에 의한 위상, 상기 대기 지연 효과에 대한 위상 및 지표 변위의 속도로부터 결정되고,
상기 잔여 지형 고도 정보 및 상기 지표 변위의 속도는 상기 차분 간섭도의 위상으로부터 시간 긴밀도를 높이는 값으로 결정되는 고해상도 수치 표고 모델 생성 방법.

12. The method of claim 11, wherein the phase of the differential interference figure is determined from the residual terrain altitude information, the baseline distance of the interference pair, the phase due to movement of the indicator, the phase and phase displacement for the atmospheric delay effect,
Wherein the residual terrain elevation information and the rate of the surface displacement are determined to be values that increase time tightness from the phase of the differential interference degree.