雷达图像的特点──“成像雷达微波遥感知识”介绍之三

成像雷达微波遥感探测的主要信息是目标与微波波段电磁波相互作用后反射的微波信息。人们正是根据不同目标与电磁波间的不同相互作用特征,对雷达图像进行解译,以解决生产、科研中的问题。与其它的遥感图像不同,雷达图像的特点与雷达成像的工作参数和图像质量参数有关。 '一、雷达图像参数 雷达图像的参数可分成两类;一类是表示形成图像的条件数据,与雷达成像工作参数及雷达图像的解译有关;另一类是表示图像质量的数据,与雷达图像的可解译性有关。 1、目达成像工作拜救 (1)波长雷达使用的波长对电磁波与目标相互作用特征的影响主要示现在下述…     

地物的散射特性──“成像雷达微波遥感知识”介绍之四

雷达图像实质上是一张地面目标对雷达发射信号散射的回波强度分布图。目标的散射特性对雷达图像的形成及解译有重要的影响。因而,地面目标散射特性的研究是成像雷达微波遥感的重要研究内容之一。 一、地物散射的一般原理 通常,依据物体的尺寸与波束照射范围的相对关系,可将地面目标分成点目标和面目标 (也称分布目标)两大类。所有这些地面目标的表面都要对人射电磁波产生反射,只是随物体性质、大小尺寸以及表面形态与波长的相对关系的不同,将分别发生镜面反射或漫反射 (即散射).考虑到电磁波对物体表面有某种穿透作用,在研究物体表面散射特性的同时,有时还需要研究体散射。     

浅谈雷达图像的目视解译

雷达作为一种有源主动式工作的侧视成像系统,图像上所表现出的色调、纹理、形状、阴影等特点与光学影像存在着较大的差异,由于其特殊的成像机理和几何特性,对光学影像某些难以表现的地物要素显示出其特有的优势。了解雷达图像的信息特点和地物目标的散射特性,有助于区分不同的地物目标类型,对典型图像进行分析比对,可有效提高雷达图像地物目标的解译效果。     

微波遥感技术的兴起与雷达图像的应用──“成像雷达微波遥感知识”介绍之一

一、综述 1981年11月美国航天飞机第一次进入太空,在250km的高度上利用成像雷达SIR-A拍摄了地面的图像。这一划时代的科学事件标志着微波遥感技术开始进入实用阶段,从而将整个航天遥感技术从可见光、红外发展到了微波波段。根据大气层的传输特性与频率的关系,遥感信息通常选择可见光、红外和微波这几个窗口来达到传递的目的。微波遥感则是将工作波段选择在微波部分的一种遥感方法,其核心是在得到的地物微波波谱图中,解译出目标的属性和特征,以达到观测研究的目的。     

雷达图像的目标检测──成像雷达微波遥感知识介绍之五

从雷达图像上发现、识别和解译地面目标或目标的某一物理参数的过程称为雷达图像的目标检测或目标特性检测。它包括定性和定量两个方面。通常所说的雷达图像解译是指雷达图像的定性分析过程,包括获得某些无需定标就能测得的定量数据过程。而定量分析必须使用定标侧视雷达图像,因而被称为定量雷达遥感技术。显然,不论是定性分析,还是定量测试,首先应能在图像上发现目标,然后根据目标在图像上的标记(特有的灰度特性和形状、大小、纹理特征等)及其与相邻目标的依存关系,或借助必要的仪器(放大镜组、立体镜、投影仪等)和计算机图像处理方法来确定目标的数量和质量。目前在大部分雷达图像应用中国视解译仍占主导地位。     

微波目标散射特性全要素测量试验

合成孔径雷达SAR（Synthetic Aperture Radar ）以其全天时全天候的观测能力在地表目标识别、灾害监测等领域得到了越来越多的重视,高分辨率、全极化等各类先进SAR载荷卫星的发展日新月异。相对而言,微波与地物目标的相互作用机理仍有待深入研究。在可控无电磁干扰的测试环境下开展典型目标微波特性测量实验,可以再现SAR卫星电磁波与地物目标的相互作用过程,有效提升微波电磁波与典型地物目标相互作用机理的认知水平。本文基于“陆地目标微波特性测量与仿真成像科学实验平台”,在可控环境下对两种典型的人工目标（金属球与四旋翼植保无人机）以及典型自然地物（水稻）目标分别开展了全频段微波散射特性测量与多波段、多极化、多入射角、多方位角成像实验。实验结果表明,金属球的雷达散射截面积RCS（Radar Cross Section）测量值精度较高,在2.5 GHz以上与Mie级数模拟值的均方根误差分别为1.09 dBsm（HH极化）与1.00 dBsm（VV极化）;同时实验平台能够较好地呈现无干扰环境下目标多入射角、多方位角的散射特性。此外,由于结构特征的不规则性和介电特征的不连续性,水稻的0.8—18 GHz连续微波波谱曲线起伏变化较大,这也是导致对自然地物目标的SAR图像解译困难的主要原因之一。     

水稻时域后向散射特性分析：雷达卫星观测与模型模拟结果对比

利用已有的微波后向散射模型模拟计算了水稻的雷达后向散射特性，分析了一个生长周期内水稻冠层与微波电磁波的相互作用。重点分析植物物理参数对其后向散射特征的影响及其随极化而变化的规律。以及这些特征在整个水稻生长周期中的变化规律。输入后向散射模型的数据包括通过田间测量获取的水稻物理参数。在地面测量的同时或准同时获取了中国广东肇庆试验区的多时相雷达卫星（RADARSAT）遥感图像。雷达卫星观测结果和后向散射模型模拟计算结果的比较分析表明：在水稻的生长过程中，水稻的后向散射特征随其物理参数的周期性变化而变化，并且在不同的极化状态具有不同的变化规律。这从理论上预示了多时相多极化雷达遥感技术进行水稻长势监测的潜力。     

雷达图像的目标检测──成像雷达微波遥感知识介绍之五

从雷达图像上发现、识别和解译地面目标或目标的某一物理参数的过程称为雷达图像的目标检测或目标特性检测。它包括定性和定量两个方面。通常所说的雷达图像解译是指雷达图像的定性分析过程,包括获得某些无需定标就能测得的定量数据过程。而定量分析必须使用定标侧视雷达图像,因而被称为定量雷达遥感技术。显然,不论是定性分析,还是定量测试,首先应能在图像上发现目标,然后根据目标在图像上的标记(特有的灰度特性和形状、大小、纹理特征等)及其与相邻目标的依存关系,或借助必要的仪器(放大镜组、立体镜、投影仪等)和计算机图像处理方法来确…     

微波遥感技术的兴起与雷达图像的应用──“成像雷达微波遥感知识”介绍之一

一、综述 1981年11月美国航天飞机第一次进入太空,在250km的高度上利用成像雷达SIR-A拍摄了地面的图像。这一划时代的科学事件标志着微波遥感技术开始进入实用阶段,从而将整个航天遥感技术从可见光、红外发展到了微波波段。根据大气层的传输特性与频率的关系,遥感信息通常选择可见光、红外和微波这几个窗口来达到传递的目的。微波遥感则是将工作波段选择在微波部分的一种遥感方法,其核心是在得到的地物微波波谱图中,解译出目标的属性和特征,以达到观测研究的目的。 正如早期发展起来的光遥感一样,微波遥感同样经历了如下的发展阶段:(1)制…     

基于探地雷达的古墓遗址探测及数据后处理方法

探地雷达用于地下考古目标和地下遗址分布的确定,为探地遥感应用开辟了广泛的应用前景.以浙江、绍兴印山大墓为地下探测特定目标,针对长江下游地区地下水位高、土壤潮湿使电磁波被地下水大量吸收而无法很好地深入地下,目标回波信号幅度小、信噪比低而影响探测结果,以冲击脉冲雷达和线性调频雷达两种方式对地下目标作用,以获取同一地下目标的各种电特征数据和地下目标同一物理特征的不同电参量表示,提高接收信号的信噪比,增加探测深度.并用回波能量相关方法辨别地下古代遗址的外形轮廓以确定目标位置.选择不同天线位置,对地下目标的反射特性参数做聚类处理.利用图像处理方法,使地下古墓廓线三维反演成像,并使位置误差最小.为古墓的无损探测提供了一种可行的方法.     

遥感图像自动解译面临的问题与解决的途径

遥感图像自动解译的目的是为了满足人们从海量遥感数据中快速识别与获取不同专题信息的需要。目前图像自动解译主要依赖地物光谱特征 ,其解译精度不高。解决这一问题的主要途径包括 :抽取遥感图像多种特征并综合利用这些特征 ,利用遥感图像解译背景数据库 ,在地理信息系统支持下实现背景数据与遥感信息覆合 ,采用专家系统完成遥感图像自动解译。     

川里环形(帚状)构造的发现与成像雷达图像解译特点研究

本文通过基岩区航天飞机成像雷达（SIR-A）图像的解译,对影响成像雷达图像的地物几何形状（坡度、坡向）、表面粗糙度及地物物理电学特性等因素进行了分析研究,探讨了基岩区成像雷达图像地质解译的特点,利用SIR-A图像发现了在其它遥感图像上难以显示的川里环形（帚状）构造,结合区域成矿地质条件,对研究区内隐伏岩体、隐伏矿床作了预测。     

基于DEM与可见光图像的机载激光成像雷达强度像仿真

激光成像雷达由于能获取目标的距离信息,因而在飞行器制导、避障、机器人导航等方面有广泛的应用前景.这里的研究目的是根据激光成像雷达成像原理进行雷达反射强度像的仿真.在仿真过程中,首先讨论激光成像雷达的强度成像方程,然后分析机载激光成像雷达的扫描成像模型.由机载激光成像雷达扫描成像模型与数字高程模型(DEM)获取成像几何关系,由与高程图配准好的可见光图像来获取目标地物的反射特性,从而获得仿真的激光雷达反射强度像;由于激光在大气中传输时不可避免地要损失,在仿真计算中考虑到激光在大气中传输时大气对激光的消光系数,因而使仿真更加逼近客观实际成像结果.从仿真的反射强度图像看,结果很理想.仿真的强度图像成功地用于激光成像雷达强度像与可见光图像的匹配导航中.     

基于多源遥感数据西藏山南地区活动断层解译

利用多源遥感数据从多尺度重新对西藏山南地区活动断层进行遥感解译,并综合前人研究成果对其位置及活动性进行判定。首先,采用具有全天候和穿透性的Sentinel-1雷达图像和光谱信息丰富的Landsat ETM+影像作为主要数据源,并结合高空间分辨率的高分二号遥感影像,提取并分析不同尺度的地质构造信息;其次,将DEM数据与ETM+遥感影像进行融合,获取三维可视化遥感影像,方便从不同角度、不同层次进行活动断层的构造地貌分析;最后,综合雷达遥感与光学遥感各自的成像优势,利用图像预处理、图像增强处理与多源遥感图像融合等处理来降低活动断层遥感解译的多解性与可疑性,明晰了西藏山南研究区的活动断层遥感影像特征。根据活动断层遥感解译标志,在研究区共解译出主要活动断裂带4条,分别为:雅鲁藏布江断裂带、札达—拉孜—邛多江断裂带、桑日—错那断裂带和达吉岭—昂仁—仁布断裂带。研究区的活动断层解译结果表明,综合应用多源遥感数据可以大大提高活动断层解译的准确率与可信度,并为研究区后续研究提供借鉴。     

利用地面上推进的透射雷达管理文物及其它

<正> 美国工程兵(USAcE)采用新的方法管理文物资源,即采用在地面上推动的透射雷达发射器向地下发射微波辐射,并接收从地下反射的回波,测定辐射返回时间和辐射强度,就可以探测到地下物质的特性。这种方法比用钢锹、反向铲、试探器等的费用低,可以快速而无破坏性地对地下进行更密集的采样。通过图像异常现象显示得出有关土壤断面,考古特征和地下水位信息。通过应用证明,地面透射雷达能够为解译提供地貌背景和考古覆盖层的位置。     

高分辨率、多时相SAR图像数据集的构建

近20年来,SAR图像理解与信息反演是一个得到广泛、深入研究的世界性难题。即使在高分辨率条件下,由于相干斑噪声、结构极度敏感性、几何畸变、成像系统干扰等原因,SAR图像的高可信解译依然非常困难。SAR测试样本数据集是发展SAR图像解译与目标认知技术的基础与支撑。但SAR数据集并不是各种SAR数据的简单收集,而是要根据研究内容的需要,制定试验方案,科学地选择样本并进行样本真值标注,并且尽可能收集各种多源辅助数据以相互验证。笔者以上海交通大学闵行校区为场景,构建了一个以高分辨率、多时相SAR图像为主的试验数据集,其由高分辨率SAR数据、地表真值标注、多源辅助数据3个主要的部分组成。笔者认为,该数据集的构建能够为高分辨率SAR图像解译、信息反演和目标识别提供高可信的、实时的、丰富的地表和目标真值信息,能够促进这些研究和相关测试工作的进展。     

X波段测波雷达海流信息反演的影响因素分析

X波段测波雷达海流信息的提取决定着有效浪高结果的准确度。因此,对可能影响X波段测波雷达海流信息提取的各种环境因素以及雷达工作模式等进行了海浪回波成像仿真,然后采用目前测波雷达通用的算法对仿真回波图像进行了海流信息反演。主要研究了海表面风速、雷达天线架设距离海平面高度、天线转速、海流流速、海流流向与海浪方向夹角、所选取的图像帧数以及每帧图像大小对海流信息反演的影响。对比分析设定值与反演结果,可知海表面风速在6~14 m/s之间,天线高度大于20 m并且转速为50~70 r/min,流速小于200 cm/s并且主波浪向与流向夹角不接近90°,图像帧数为128帧并且每帧图像数据点数为128×128时,X波段测波雷达能获得最佳海流信息反演结果。     

高分辨率机载SAR影像判读实验

近年来机载SAR系统在国内得到快速发展。由于SAR系统具有不同于光学传感器的成像机理,因而可以提供全新的数据获取手段和不同的地物信息。利用高分辨率机载SAR影像进行解译时必须熟悉其成像机理和图像信息特点,充分了解SAR图像解译标志的特点和各类地物的解译规律。本文以高分辨率机载SAR数据为基础,对比光学影像,从SAR成像特点和地物散射特性出发,对SAR影像进行了目视解译,分析了SAR影像在地形地物要素识别中的应用潜力。     

PALSAR数据在植被覆盖区构造信息提取中的应用

为解决光学遥感在植被覆盖区地质构造信息难以识别提取的问题,利用具有一定穿透能力的L波段PALSAR双极化雷达数据对福建寿宁地区开展了研究。对双极化雷达图像进行了假彩色合成、滤波增强,针对HH极化通道将灰度图像变换成HSV彩色图像,突显了地质信息,并与该区ASTER多光谱影像进行了对比,分析了雷达影像优劣。结果表明PALSAR雷达构造解译结果与研究区的区域主要断裂方向基本一致,PALSAR雷达数据可以作为高效、准确的方法 ,在植被覆盖区开展遥感地质工作。     

基于gprMax的地下管线正演研究

地下空间探测对于城市的建设与规划具有重要作用,由于探地雷达具有高效、精确度高等优点,目前多采用探地雷达对目标区域进行探测.但在进行影像研究时,许多影像场景生产成本高昂、条件不够便利.本文利用gprMax电磁波模拟软件,构建了探地雷达天线和地层模型,进行了常见地下空间的仿真模拟研究.模拟结果和实测雷达数据对比表明,该方法具有较高的准确度,有利于实测图像的解译与分析.