改进PS提取方法在GB-InSAR中的应用

地基合成孔径雷达(GB-InSAR)可以实现对小范围目标的连续高精度监测,而永久散射体可以帮助GB-InSAR系统提供稳定可靠的监测目标。相关系数阈值法是一种传统的永久散射体提取方法,但在实际应用中存在一定的误选。为了减少误选,提高相关系数阈值法选取永久散射体的可靠性,提出一种改进的相关系数阈值法,并通过实验验证其可靠性。     

PSInSAR永久散射体的自动探测

为了有效探测合成孔径雷达差分干涉测量中的永久散射体,综合考虑永久散射体对雷达波的强反射特性和散射的稳定性,本文提出了三重阈值自动探测算法,即时序相关系数、振幅离差和振幅指数三重阈值串行结合的算法.该方法首先考虑回波信号的高信噪比特性,用平均相干系数和振幅两道阈值挑选出永久散射体候选点,然后考虑永久散射体强稳定性,用振幅...     

Yamaguchi分解Notch滤波的全极化SAR图像舰船目标检测

极化合成孔径雷达数据蕴含了丰富的地物极化散射信息,已广泛应用于海上舰船目标检测研究。针对极化相干矩阵无法直接用于分析特定散射体物理特性的缺陷,利用Yamaguchi极化分解改进了极化Notch滤波器。将基于模型的极化分解方法引入Notch滤波器,利用表面散射、二次散射、体散射和螺旋体散射等散射机制的能量构造散射矢量代替极化相干散射矢量,并加入功率能量因子,构造新的极化SAR图像Notch滤波器。Radarsat-2全极化SAR图像实验结果表明,改进算法有效增强了舰船目标与海杂波背景间的对比度,检测性能优越。     

PSInSAR中PS的自动探测

为了有效探测PSInSAR中的永久散射体,充分考虑永久散射体对雷达波的强反射特性及强稳定性,文中提出三阈值探测法,即联合采用时序相关系数、振幅离差和振幅指数3重阈值串行结合的算法,该方法首先考虑雷达回波信号的强信噪比,用平均相干系数和振幅两道阈值挑选出永久散射体候选点,然后考虑永久散射体强稳定性,用振幅离差阈值从永久散射体后选点中进一步精选出永久散射体。最后利用澳门地区的30幅Envisat影像进行实验,证明该方法有效且可靠。     

PSI技术在地表形变监测中的应用研究

基于时序SAR影像准确识别PS是永久散射体合成孔径雷达干涉(PSI)技术建模及形变信息提取中最为关键的问题之一。本文提出了一种改进的PS探测算法,它是基于时序SAR影像的振幅信息,利用振幅和振幅离差指数双阈值法获取PS候选点,对所有候选点进行相位稳定性分析,筛选出既满足雷达反射强度高、又符合散射稳定性要求的真实PS点,并基于所选PS点提取形变信息。实验结果表明,相比于已有PS探测方法,本文所提出的方法能够更准确、可靠地识别出时序SAR影像中的PS目标,进而提高了PSI形变探测结果的精度和可靠性。     

极化与干涉合成孔径雷达应用方法研究进展

简要指出极化和干涉SAR 的基本特征后, 分别介绍了国内外近年来极化和干涉SAR, 以及极化干涉SAR 的研究进展。对处理和应用极化SAR 信息的方法和进展进行了归纳和总结, 重点对极化分解方法、极化分类和相干最优技术进行了介绍, 探讨了其发展的方向。对几种主要新的干涉SAR 应用技术方法, 包括最小二乘(LS)方法、永久散射体(PS)方法、小基线子集(SBAS)方法、相干目标(CT)方法和人工角反射器干涉测量(CR)方法进行了简要介绍和分析, 指出了其各自的特点。最后, 对综合极化和干涉特点的极化干涉SAR的应用研究状况, 包括植被参数、建筑物高度、冰川变化等几个重要的应用研究方向进行了介绍, 并讨论了存在的问题和不足。     

融合GPS,CR与水准数据的永久散射体雷达差分干涉测量技术

介绍和综述GPS、角反射器(CR)、水准与永久散射体雷达差分干涉测量(PS-DInSAR)数据融合的背景、研究进展和技术优势.着重介绍PS-DInSAR的基本原理,以及融合GPS,CR与水准数据进行PS-DInSAR的数据处理流程,讨论雷达遥感数据与这些非遥感数据融合的技术特点与方法,指出日前PS-DInSAR技术存在的问题及今后的发展方向.     

SAR干涉图降噪的稳健协方差矩阵分解法

干涉图降噪在InSAR技术应用中发挥着重要作用,若降噪效果不好将引起干涉图相位解缠的误差,并进一步导致DEM或形变结果的错误。由于干涉图分辨单元的信号(相位)是由分辨单元内多个散射体的回波信号(相位)叠加而成,本文针对单一主导散射体的散射模型(永久性散射体模型)和只考虑一种散射机制的分布式散射体模型相位的特点,对多基线SAR数据估计的协方差矩阵采用特征值分解的方法来分离相位中的噪声,通过提取最大特征值对应的特征向量(相位),从而实现干涉图降噪的目的。而对于协方差矩阵估计时引入的异质点,本文采用了一种稳健的协方差矩阵估计方法。通过覆盖山西清徐地面沉降形变区的8景真实TerraSAR数据试验验证了该方法的有效性。结果表明该方法比改进的Goldstein滤波方法在相干性提高、有效目标点增加两方面均有显著提高,特别在低相干区域由于相干点的增加也获取了更多的形变监测信息。     

基于PSInSAR的成都地区地表沉降空间分布研究

针对成都地区土地规划利用的需要,采用永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术(Perma-nent Scatterer InSAR,PSInSAR)对成都地区地表沉降空间分布情况进行了实验研究.结果表明,在该研究时段内研究区域最大沉降量达到24 mm,最大抬升量达到18 mm.研究区西北至东南方向地表在研究时段内发生了抬升,...     

基于影像模拟的SAR几何校正准自动方法

合成孔径雷达影像的几何校正是许多微波遥感应用中必须解决的问题，当无法获得准确的轨道数据时，这个问题变得非常困难。本文提出了利用合成孔径雷达模拟影像进行准确的几何校正的原理及方法，并以RADARSAT SAR影像进行了实验。该方法利用不准确的轨道数据及数字高程模型生成模拟的SAR影像，用影像匹配的方法自动获取模拟影像与真实影像之间同名点的坐标差值，而这个差值信息正好提供了对不准确轨道数据的控制。本方法无须地面控制点，并基本上可以自动进行，是解决目前SAR几何校正问题的有效方法。     

极化SAR干涉测量模拟研究

极化SAR干涉测量将极化测量技术和干涉测量技术巧妙地结合，能够提高干涉测量精度，尤其是在植被覆盖的情况下，不仅能够测量地表地形，而且使得估计植被高度成为可能。因此，近几年来国际上对极化SAR干涉测量技术的研究越来越重视，极化SAR干涉测量已成为SAR应用技术发展的重要方向。通过模拟技术深入研究极化SAR干涉测量理论和方法，并提出了一种新的极化SAR干涉测量改进算法，模拟实验结果表明，该算法可以进一步提高测量精度。     

星载极化SAR数据模拟

介绍了自行开发的星载极化SAR数据计算机模拟系统，此系统采用的模拟方法遵循了星载极化SAR系统实际运行的情况，按发射脉冲时间序列，分别依次计算各发射脉冲相应的回波数据，与常用的以点目标为基础逐点模拟方法相比，计算效率高，现贴近实际系统，便于模拟各种误差的影响和保持其对所有目标回波影响的一致性和相关性。给出了星载极化SAR数据模拟的实例。     

基于RPC模型的高分辨率SAR影像正射纠正

在分析TerraSAR-X、COSMO-SkyMed等高分辨率SAR影像成像几何模型的基础上,采用RPC模型拟合SAR影像的成像几何模型,拟合的精度在1%个像素以内;在1∶5万DRG上选取1个控制点对RPC模型参数精度的改进,结合1∶5万DEM对TerraSAR-X、COSMO-SkyMed数据进行正射纠正,纠正结果能满足1∶5万DOM的精度要求.从而说明RPC拟合雷达成像几何的正确性以及利用RPC模型进行高分辨率SAR影像正射纠正的可行性.     

一种用于SAR图像分割的几何活动轮廓模型

基于SAR图像边缘检测算子和变分水平集方法,依据能量最小化准则,提出了一种新颖的几何活动轮廓模型.其基本思想是,直接定义关于水平集函数的能量泛函,并将经典模型中基于梯度算子的边缘指示函数,替换为基于ROEWA算子的边缘指示函数,提高了模型对于SAR图像的边缘检测能力;同时在新模型中加入水平集函数惩罚项,确保水平集函数逼近符号距离函数.由于该项的作用,模型的数值求解可采用简单的显式差分格式迭代,并保持较快的收敛速度.针对仿真图像、Radarsat和华东电子研究所实测数据的实验结果表明,该模型具有实现简单、分割边界定位准确和收敛速度较快等优点.     

基于引力场增强的SAR图像舰船检测方法研究

船只检测是实现船只航行安全的重要措施之一,利用SAR图像可实现船只检测。然而,传统的一些方法一般容易受到SAR图像斑噪的影响,在检测结果中产生大量的虚警。为解决这一问题,本文提出了一种基于引力场增强的舰船检测方法。该方法利用像素与其邻域内像素的相互作用可对目标像素增强的效应,有效地抑制了斑噪像素和背景像素的强度,凸显了目标。由于增强后的像素已经不满足对海面区域的均质性假设,因此直接使用恒虚警检测算法对图像进行全局检测并不能够得到很好的效果,据此本文引入了一个基于均质区域自适应分割的改进的K-CFAR检测算法,将图像分割为不同大小的一系列均质区域,并分别对各个均质区域使用一个改进的K-CFAR检测器对船只目标进行检测。最后,使用Radarsat-1数据和Envisat ASAR数据对本文算法进行了验证。实验表明,本文提出的方法能够有效地凸显弱目标,增加检测准确性,降低检测的虚警概率。     

基于水平集的SAR图像与光学图像的配准

为解决常用图像配准算法中特征提取易受噪声影响及配准过程受特征提取精度影响的问题,提出一种新的图像配准算法,即在水平集框架下,通过映射函数将SAR图像特征和光学图像特征结合,构造能量泛函模型,并采用水平集方法求解曲线演化方程,进而实现SAR图像和光学图像的配准.通过两个场景的配准实验表明,该算法不仅对高信噪比SAR图像和光学图像的配准有效,且对低信噪比的配准优势更加明显.     

多源雷达遥感数据汶川地震灾情应急监测与评价

合成孔径雷达(SAR)具有全天时、全天候成像能力和图像立体感强的优势,在汶川大地震灾情监测与评估中发挥了不可替代的作用.利用多源多时相高分辨率雷达遥感数据,对汶川地震灾区各城镇和次生灾害进行了快速、系统、连续的监测,并根据雷达图像特征对房屋损毁情况、滑坡和堰塞湖的分布与规模等进行了快速定量评估,建立了相应的解译标志.监测成果及报告呈送了国家各有关部门和救援队伍,为抢险救灾及灾后重建工作提供了详实、可靠的科学依据.     

SAR原始数据压缩算法

根据SAR原始数据的特点，介绍了几种合成孔径雷达原始数据的压缩算法，并对几种压缩算法的性能进行了比较分析。     

广义Gamma模型及自适应KI阈值分割的SAR图像变化检测

基于SAR图像的杂波统计特性,利用广义Gamma模型对降噪配准后的SAR图像统计特征进行拟合,获取了辐射值与局部纹理等特征信息;采用信息论中交叉熵的概念,量化不同时相SAR图像统计特征间的差异程度;利用KS与KL检验相结合,自动选取对差异图拟合情况最好的模型,从而实现基于该模型的KI阈值分割。通过对天津市北辰区以南地区的两幅Radarsat图像,以及北京市顺义区的两幅ASAR图像的实验表明,所提出的方法不仅有效地避免了水面波纹变化所产生的大量虚警,并能有效地检测出传统方法所不能识别的,区域内均值不变,仅纹理发生变化的情况。     

SAR影像的几何精纠正

SAR影像几何纠正中的一个重要问题是建立其构像模型。在阐述F．Leberl模型的基本原理和方法的基础上，针对星载SAR成像处理过程中多普勒中心频率不为零的现象，采用多项式拟和多普勒中心频率的方法，修正零多普勒条件方程，建立起既适合星载又适合机载SAR传感器的F．Leberl构像模型。机载和星载SAR影像的实验结果表明，文中提出的改进算法能显著地提高F．Leberl模型对星载SAR影像的定位精度，同时也适合于对机载SAR数据的处理，并且解算过程稳定，收敛很快，精度较高。