基于高分三号卫星SAR影像的DOM制作方法研究

将星载SAR影像作为光学卫星难以获取数据地区的重要补充数据源,是基础地理信息更新的一种手段。通过对SAR影像成像机理、光谱几何特征等进行研究,总结基于高分三号卫星SAR影像处理的方法和流程,形成星载SAR影像制作DOM产品的生产技术方案,为大规模开展生产实践提供借鉴。     

基于有理函数模型的多源SAR遥感影像区域网平差

本文针对多源SAR遥感影像联合定位的实际问题,将有理函数模型引入到SAR影像联合定位中,构建了基于有理函数模型的多源SAR区域网平差模型。对覆盖我国某地区的3景不同源SAR影像进行试验,验证了本文方法的有效性,并表明在缺少地面控制情况下,该方法不失为一种有益的补充方案。     

基于尺度空间的角反射器车载SAR影像坐标定位

确定角反射器（CR）在SAR影像中的高精度影像坐标是合成孔径雷达影像（SAR）几何校正、辐射校正和形变检测等研究的基础。本文提出了一种基于尺度空间的角反射器车载SAR影像坐标定位方法。通过对仿真数据和车载SAR影像数据的角反射器进行定位试验，验证了该方法的可行性和稳定性；并与使用地面控制点几何纠正后的角反射器定位结果进行对比，验证了该方法满足子像素级定位精度的需要，且无需地面控制点。     

基于F.Leberl模型机载SAR影像联合平差

机载SAR影像定位时需要进行影像的联合平差,而传统的定位方法需要在地面控制条件较好的情况下才能进行平差。因此采用少量的地面控制点完成影像定位是我们需要研究的问题。论文基于F.Leberl构像模型研究了在控制点较少的情况下进行机载SAR影像联合平差的理论与方法。实验中分别对两景影像和四景影像进行联合平差,实验结果表明随着加密点数量的增加,加密点的精度有所提高,多景影像的联合平差可以减少地面控制点的数量,从而实现稀少控制点条件下的机载SAR影像高精度定位。     

集成互补不变特征的SAR影像自动配准

合成孔径雷达(synthetic aperture Radar,SAR)影像的精确配准是使用SAR影像准确分析矿区变形的前提。虽然目前已有的影像配准算法很多,但是直接应用于SAR影像配准的效果还不够理想。为此,提出了一种集成互补不变特征的配准方法。该方法首先利用Canny边缘检测算法对影像进行区域分割,利用获得的分割区域进行粗匹配,然后应用改进Canny边缘特征的SIFT算法进行精匹配,最终获得精确配准的SAR影像。该方法能够降低由单纯使用SIFT特征进行匹配所产生的巨大计算量。通过实验分析可知,该方法能够准确配准矿区SAR影像,为矿区变形分析和综合治理提供高质量的影像数据。     

TerraSAR-X数据验证几何纠正影像促进SAR立体影像匹配的可行性

随着SAR的快速发展,国内外学者对SAR的研究越来越深入,SAR立体提取DEM就是其中一个热点。在SAR影像立体提取DEM过程中,SAR立体像对的匹配结果直接关系到提取DEM成果的质量,尤其在地形起伏较大的山区,SAR影像匹配难以获得理想匹配结果。基于此情况,本文提出将基于影响模拟获取的几何纠正影像运用于实现SAR立体影像匹配的设想,并通过实验来验证其可行性。本文利用Terra SAR-X星载SAR数据进行了实验,并通过对实验结果进行统计分析证实了设想的可行性,为解决地形复杂起伏较大的山区SAR影像匹配困难问题提出了一种新思路。     

基于CASE推理的多时相星载SAR影像分类

提出了一种基于案例(CASE)推理的多时相SAR影像分类方法.选用北京地区2000年(4景)和2004年(3景)的多时相Radarsat-1 SAR影像及相应地理基础分类图作为数据进行实验,结果表明,该方法能得到较好的SAR影像分类结果.分类总体精度可望达到85%.     

合成孔径雷达技术在地理国情普查中的应用

以四川省丹棱地区地理国情普查生产为例,阐述了基于高分辨率机载合成孔径雷达(SAR)影像,利用机载SAR处理技术提取地理国情普查中地表覆盖分类要素与地理国情要素的过程与方法。研究表明,机载SAR技术在多云雾地区地理国情数据获取方面具有显著优势。     

无控制点条件下的SAR影像直接定位

利用高分辨率SAR影像,以距离-多普勒(R-D)模型作为SAR几何模型,并结合影像附带的星历数据,实现了无控制条件下的SAR影像直接定位。以平均高程为371 m的武汉丘陵地区的数据进行试验,结果表明在无控制条件下,距离向和方位向的定位精度中误差分别达到±137.43和±172.54 m。     

一种用于SAR影像地理编码的改进的三维网格插值方法

针对传统的SAR影像地理编码方法在处理效率和定位精度方面存在的问题,提出了一种基于改进的三维网格插值的地理编码方法。采用ENVISAT ASAR数据的实验结果表明,相对于原始的三维网格插值方法,该方法能够以有限增加计算时间开销为代价,大幅提高几何定位精度,可以有效地用于实现SAR影像的快速高精度地理编码。     

不同TEC分布模式对星载SAR立体定位精度的影响及校正

基于SAR成像模型和R-D定位模型,分析了电离层对星载SAR立体定位精度的影响,提出了相应的校正方法,并进行了仿真实验。实验表明对于特定波长的SAR信号,不同TEC分布模式组合对SAR立体像对定位精度的影响不同,校正效果也不同:当两幅影像对应的TEC分布均匀且大小相同时,电离层对SAR立体定位精度的影响小到可以忽略;当两幅影像由于拍摄季节不同导致TEC不同时,电离层影响很大,特别是距离向精度,其影响程度与两幅影像对应的TEC差值正相关,此时定向参数精化法校正效果很好;当电离层发生扰动时,电离层影响随着扰动程度的增大而增大,定向参数精化法有一定效果,但当电离层扰动很大时,校正效果明显减弱,还需要通过斜距直接校正法等其他方法予以校正。     

机载SAR交向立体模式及定位方法研究

为了充分使用构架或受限飞行时获取的交向影像,本文对机载SAR交向立体模式及定位方法进行了研究。首先,简要比较了三种利用SAR影像提取DEM的方法,分析了机载雷达立体测量的意义。其次,研究了SAR交向立体获取方式及所获取立体影像对的特点。最后,应用两种立体定位模型,即距离-多普勒模型和多项式正射校正模型,对陕西某地1m分辨率SAR影像对进行了实验分析,取得了较好的定位精度。     

考虑定向参数精度信息的TerraSAR-X和SPOT-5HRS影像RFM联合定位

卫星影像的RFM模型具有传感器无关的优点,适用于多源影像的几何定位处理,但在无地面控制点条件下联合定位时存在自主定位优势影像难以发挥主导作用且求解易发散的不足。本文通过将影像的先验自主定位精度和成像线性漂移转化为像方定向参数的精度和权信息,建立考虑影像定向参数精度信息的RFM模型。以12景TerraSAR-X和6对12景覆盖面积约为18万km2的SPOT-5HRS立体长条带影像为数据源,对两类影像定向参数先验精度配置偏差、SAR影像升降轨道方向、SAR影像数目、SAR影像分布等因素对定位精度的影响进行了系列定位试验,少量SAR与大范围HRS联合的影像自主定位平面/高程精度可达6.0m/4.2m。本文RFM平差模型无地面控制点定位精度和定向参数求解稳健性相对于传统模型有显著提升,是卫星影像无控制点1∶10万/1∶5万全球测图的一种潜在方法。     

高分三号SAR影像广域范围联合几何检校技术

在获取广域范围雷达遥感正射影像图时,需要对区域内每景SAR影像进行几何参数修正,提高SAR影像的定位精度。但在广域范围进行控制点的选取和影像的逐一修正,其工作量巨大,严重影响了SAR影像分析应用的效率。对此,本文提出了一种广域范围联合几何检校方法。该方法在R-D模型的基础上,首先利用少许SAR影像计算其独立的系统级检校参数,其次去除系统级检校参数中大气延迟分量的影响,然后依据最小二乘平差原理获取最优的系统级检校参数,最后利用最优的系统级检校参数对所有SAR影像进行几何检校处理。论文采用覆盖中国中东部地区的32景GF-3SAR影像进行联合几何检校试验,检校后的SAR影像定位中误差优于9 m。试验结果表明:该方法能够提高GF-3 SAR影像几何检校的精度,验证了其有效性和可行性。     

利用DEM进行SAR图像模拟及地形辐射校正

在山区获取地面控制点比较困难,运用模拟SAR进行配准、校正,具有较大的优势。本文在分析SAR成像几何结构及ALOS PALSAR卫星轨道参数特征的基础上,运用RD定位模型对DEM的每个网格点进行雷达成像点的位置计算,模拟SAR图像,并提取当地入射角、投影角及规则化因子等;模拟出的SAR图像与真实SAR图像纹理吻合,有利于控制点的自动配准。在此基础上对ALOS PALSAR进行编码,构建基于规则化因子及入射角的地形辐射校正模型,消除面积效应及地形起伏造成的畸变问题,从结果中分析,校正后的图像明暗差异明显减少,这对雷达定量反演研究具有一定的现实意义。     

机载SAR影像定向中像点粗差的拟准检定方法

结合距离-多普勒模型，推导了SAR（synthetic aperture radar）影像定向中像点坐标粗差对误差方程的影响，分析了像点坐标粗差探测的必要性和难点；依据粗差的拟准检定法，针对SAR影像定向中的像点坐标粗差检定问题，设计了具体的解算流程和策略，首次将粗差的拟准检定法运用到机载SAR影像定向中。并分别利用模拟和实测数据进行了系统性的实验，结果表明，该方法不仅能够准确探测出多个粗差的位置，而且能够估计出粗差的大小。与SAR影像定向通常采用的最小二乘方法相比，该方法能够明显提高SAR影像定向参数的解算精度以及后续的立体定位精度，对于修复受粗差影响的SAR影像数据具有重要意义。     

Accuracy Assessment of Digital Elevation Model Generated by SAR Stereoscopic Technique Using COSMO-Skymed Data

Radargrammetry technique using the stereoscopic synthetic aperture radar (SAR) images is used for the generation of a digital elevation model (DEM) of a region requires only the amplitude images. SAR stereoscopic technique is analogous to the stereo-photogrammetric technique where the optical stereoscopic images are used for DEM generation. While the advantages of the SAR images are their indifference to atmospheric transparency and solar illumination conditions, the side-looking geometry of the SAR increases the complexity in the SAR stereo analysis. The availability of high spatial and temporal resolution SAR data in recent years has facilitated generation of high-resolution DEM with greater vertical accuracy using radargrammetric technique. In the present study, attempt has been made to generate the DEM of Dehra Dun region, India, from the COSMO-Skymed X-band SAR data-pair acquired at 8 days interval through the radargrammetry technique. Here, radargrammetric orientation approach has been adopted to generate the DEM and various issues and processing steps with the radargrammetry technique have been discussed. The DEM was validated with ground measured elevation values using a differential global positioning system and the root-mean-square error of the DEM was found as 7.3 m. The DEM was compared with the reference DEM of the study area generated from the Cartosat-1 stereo data with a model accuracy of 4 m.     

基于DEM的SAR图像模拟

首先阐述了研究基于数字高程模型(DEM)的SAR图像模拟的重要性。然后针对SAR图像的几何特点,并顾及地面坡度、成像距离等因素对雷达波后向散射强度的影响,设计了基于强度积分的SAR图像模拟方案。根据Leberl构像模型计算SAR图像的像点坐标,采用强度积分策略对各点处的强度进行模拟,并进行归一化处理。通过仿真实验得到了满意的SAR模拟图像,验证了该模拟方案的正确性和有效性。     

高分辨率遥感影像通用定位模型探讨

由于通用传感器模型与具体的传感器无关,因而更能适应传感器成像方式多样化的发展要求,所以通用传感器模型的研究已成为当前摄影测量与遥感领域的一个重要研究方向。在对包括多项式模型、直接线性变换模型和有理函数模型在内的通用传感器模型的定义,参数解算和模型定位进行系统归纳的基础上,对基于通用传感器模型的高分辨率遥感影像的立体像对定位方法进行了理论和实验研究,并对实验结果进行了比较和分析。     

Dependence of Waterline Mapping on Radar Frequency Used for SAR Images in Intertidal Areas

Waterline detection in the intertidal areas was investigated through synthetic aperture radar (SAR) images and field measurements. Two valuable facts were found in this letter: 1) A discrepancy of waterlines between L- and P-band airborne SAR images was discovered and investigated through precise global positioning system measurements and the theory of the SAR imaging mechanism. In the intertidal areas having low slopes, the Bragg waves resonant with the radar signal can reside in different depths depending on the radar frequency, with the result that the boundary between water and land can be mapped differently in the respective SAR images. 2) Intertidal areas covered with a water film present low radar backscatter in SAR images, which can cause mislocation of waterlines