利用控制点三维信息标定机载双天线干涉SAR参数

采用基于敏感度方程的方法,研究基于三维重建模型下的机载双天线干涉SAR系统的干涉参数定标问题.干涉参数定标是生成高精度数字高程模型的关键.本文修正了Madsen提出的干涉SAR三维重建的视向量正交分解算法,采用电磁波波前的球面波模型,加入了载机的姿态旋转,构建一种新的干涉SAR三维重建模型.利用各干涉参数对控制点三维信息的不同的敏感性,提出分别利用地面控制点三维信息,对各干涉参数进行定标.并利用中国科学院电子学研究所自主设计、研制的机载干涉SAR系统数据,进行定标处理实验验证.     

城市扩展强度及其地表热特性遥感定量分析

城市化将自然景观转变为不同土地利用的城市景观，改变了地表的物理特性。因此，有关城市扩张及其对环境的影响的准确信息具有广泛的应用价值。利用遥感技术监测土地利用变化成为城市环境研究的重要内容，然而利用遥感技术定量提取城市扩展及其强度的定量信息仍存在许多挑战。本文提出了定量确定城市扩展范围及其发展强度的新方法——地图密度指数。并以中部城市——长沙为例，利用Landsat TM/ETM+数据定量评价了城市扩张及其热环境特征的变化。首先，集成遥感光谱指数提取地表非渗透表面，然后利用移动窗口算法获得地图密度指数，再根据设定的阈值获得密度指数等级图，依此密度指数等级图识别城市扩展范围及其发展强度。再结合地表温度反演的数据，分析了城市格局及其变化与地表热特性变化的定量关系。结果表明，自1990年代以来，长沙市城市区域及其发展密度显著增加，城市发展的密度差异与地表温度相一致。 地图密度指数能较好刻画城市扩展范围及其发展强度，并与地表温度空间分布存在较好的对应关系。     

干涉雷达在DEM测量中的精度影响及处理方法

干涉合成孔径雷达 (INSAR)为数字高程模型 (DEM)测量提供了一种新的手段。它具有同时获取三维信息、测量范围广、空间和高程分辨率高等优点。文中首先扼要介绍了干涉雷达的原理 ,然后重点讨论几个影响测量精度的因素及其处理方法 ,如相关、运动补偿、配准、相位展开等。     

城区地表形变差分TomoSAR监测方法

压缩感知技术(CS)的差分TomoSAR技术解决了中高分辨率SAR数据在城区出现的叠掩问题,实现了城区地表形变信息的重构,但是该方法仅利用了目标的稀疏特性并没有考虑目标的结构特性,对具有这两种特性的目标进行重构时其性能较差。针对这一问题,本文采用联合Khatri-Rao子空间和块压缩感知(KRS-BCS),提出了一种差分SAR层析成像方法。该方法依据目标的结构特性和重构观测矩阵具有的Khatri-Rao积性质,将稀疏结构目标的差分TomoSAR问题转化为Khatri-Rao子空间下的BCS问题,然后对目标进行块稀疏的l1/l2范数最优化求解,最后通过理论分析和仿真试验对分辨能力和重构估计性能进行了定性和定量评价,仿真结果表明本文所采用的KRS-BCS方法不仅保持了高分辨率的优点,而且有效地降低了虚假目标出现的概率,大幅度提高了散射点准确重构概率,切实可行地解决了CS方法的不足。应用实例研究中,利用34景Envisat卫星ASAR时间序列影像对日本千叶县茂原市城区进行地表形变监测,并以一等水准点和实时测量的GPS站点观测数据作为参考形变结果进行验证,试验结果表明采用KRS-BCS方法反演的结果与参考形变结果保持了良好的一致性且形变速率整体偏差也较小,实现了较高精度的城区地表形变估计。     

一种基于InSAR相干系数的SAR阴影提取方法

给出了一种新的阴影提取方法,根据阴影区域在InSAR相干系数图上的特性,利用Sigma滤波和最优阈值分割算法实现阴影的自动提取。实验结果表明,本方法是一种高效的阴影提取方法。     

机载三维成像仪的定位原理与误差分析

本文论述了“机载三维成像仪”的定位原理,并在系统定位原理的基础上,详细讨论了与“机载三维成像仪”的对地定位精度有关的传感器的误差对系统定位精度的影响,这一问题的研究不仅对研制针对不同目的的激光地形制图系统的设计具有指导意义,而且对激光扫描制图系统的数据平差具有重要意义。     

联合对飞数据的单控制点机载干涉SAR定标算法

InSAR高精度高程测量要求在测绘区域人工布放大量定标器,一定程度上限制了其在地形测图领域的应用。本文提出一种联合对飞数据的单控制点机载干涉SAR定标算法。首先基于干涉测量基本原理构建了平面和高程三维定标模型,梳理了影响三维定位的特征参数;然后通过特征参数分离将三维定位模型维度降低到3个自由度,根据对飞同场景干涉图像对提取同名点,建立同名点高程测量定标约束方程,最终实现单控制点干涉参数定标。理论分析和机载对飞试验结果验证了算法的正确性和有效性。     

地形坡度对干涉相位残余点发布的影响

相位解缠是干涉雷达生成DEM的重要步骤之一。干涉相位中的残余点使相位解缠变得复杂。本文研究了残余点产生机理,建立了残余点发生概率的解析表达式。结果表明,在噪声存在的条件下,残余点产生不仅与两幅图像之间的相关系数有关,而且受地形坡度的影响。理论分析与模拟实验表明,地形变化愈大,残余点分布加密。     

大气折射率时间变化对地球同步轨道圆迹SAR聚焦性能的影响

结合了圆迹SAR(CSAR)和地球同步轨道SAR(GEOSAR)的特点,地球同步轨道圆迹SAR(GEOCSAR)具有大面积区域观测、可获得目标三维信息、可对目标区域连续监测等优点。但GEOCSAR合成孔径时间长,完成整个圆周孔径测量的时间为24小时,而大气变化的时间尺度经常表现为数分钟到数小时,因此大气折射率时间变化将会对GEOCSAR方位向聚焦成像产生重要影响。本文考虑L波段GEOCSAR,因此对流层和电离层效应均不可忽略。文中建立了对流层和电离层折射率时间变化引起的相位误差模型,分析和推导了折射率时间变化对GEOCSAR方位向聚焦性能的影响,计算了引起L波段GEOCSAR聚焦性能退化的最小对流层折射率和电离层电子含量随机时间变化量,并通过仿真进行了验证。     

Landsat 7图像快速几何校正方法研究

Landsat 7采用双向扫描的方式，由于扫描非线性及卫星姿态和轨道的波动，使得建立卫星视线的计算量增大。引入一种求视线的快速方法，将图像上的扭曲分解为标称扫描镜及卫星运动引起的和7个偏离标称运动的微扰量引起的两个部分，详细分析了各个微扰量造成的影响，建立了一个新的视线求解方程。最后用实际的数据验证了方法的速度和精度。