利用RD模型和DEM数据的高分辨率机载SAR图像模拟

本文提出一种利用DEM数据基于RD模型的SAR图像模拟方法。该方法选择了Muhleman后向散射系数模型模拟SAR图像的辐射特性,引入SAR成像中的RD模型直接进行几何变换和灰度重采样模拟出SAR图像的几何特征。实验结果分析表明:模拟的SAR图像和真实SAR图像在图像纹理和几何关系上是一致的,而且几何关系可以精确配准到均方根误差为1.3个像素。     

基于DEM和查找表的高分辨率机载SAR图像正射校正

山区SAR图像的正射校正受成像几何影响存在较大畸变,实现无控制点的正射校正是一难点。本文提出基于DEM和RD模型来模拟SAR图像为基础,同时创建与DEM的地理坐标相一致的查找表,将模拟成像过程中DEM地理坐标与SAR图像坐标之间的RD模型映射关系采用查找表记录。经过模拟图像与真实图像的精确配准,DEM所在的空间三维坐标与真实SAR图像二维坐标实现了关联。实验选择了一景高分辨率的机载SAR图像和高分辨率的DEM数据,实验结果表明：本方法无需地面实测控制点,可以有效地正射校正高分辨率的机载SAR图像,平面位置与DEM平面坐标完全一致,精度在一个像素以内。该方法简单易于实现,除了模拟图像与真实图像需要人工半自动化的配准,在后续处理中均为自动化处理。校正结果受SAR成像特征所限,仅在透视收缩、叠掩区域存在辐射误差。     

基于RD模型的SAR影像正射纠正研究

介绍了基于RD模型进行SAR影像正射纠正的基本原理,并将不同方案的试验结果进行定量分析.实验研究表明,利用RD模型进行SAR影像正射纠正是正确、有效的,利用稀少控制点便能获得高精度.不使用任何控制点和DEM,只利用卫星参数进行纠正,导致系统误差大,在实际生产中的应用不广泛.高程误差对平面位置误差影响较大,DEM的高程误差越小,DOM精度越高.参考DEM的高程误差是DOM产品精度的关键因素.     

基于简化定位模型的高分辨率SAR影像模拟方法研究

随着TerraSAR-X、COSMO-SkyMed等新型高分辨率SAR卫星的成功发射,雷达遥感进入快速发展阶段,对高分辨率SAR影像模拟存在大量需求。利用一种基于简化定位模型的方法对TerraSAR-X影像进行模拟,只利用DEM数据就可以模拟出任意平台高度、任意入射角、任意分辨率、任意视向和飞行方位角情况下的SAR影像和叠掩、阴影情况,而且不需要精确的卫星轨道参数和系统参数,通过与真实影像的对比,证明方法的有效性。文中方法可以在高分辨率SAR数据选择、测试不同成像参数对雷达影像的影响等多个方面应用。     

基于高分辨率机载SAR数据的试验研究

主要研究了高分辨率机载SAR数据运用于测绘试验的可行性,提出数据处理的关键流程,诸如数据获取、成像处理、预处理、几何处理、融合处理,以及可供提取的最基本的制图要素,诸如道路、铁路、水系、植被、耕地和居民地,并进行了精度评估,最后对地形图更新,提取变化信息。试验结果初步表明高分辨率、高成像质量的机载SAR影像数据应用于测绘领域是可行的。可以看出高分辨率机载SAR影像的应用得到了比较满意的结果。     

利用DEM数据设计机载SAR自适应航线

航线设计是航空遥感的一个关键工序,航线设计的优劣预先决定了航空遥感外业的工作量和数据覆盖质量。本文提出了基于DEM的机载SAR自适应航线设计概念,推导了其等效中心投影成像几何公式,介绍了自适应航线设计的算法及流程,并编写软件实现了SAR自适应航线设计,最后通过泰山试验区验证了该航线设计算法的有效性。     

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。     

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.     

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。     

未知DEM下的机载SAR图像几何校正方法研究

针对机载环境复杂,不确定因素众多,与图像相对应的DEM不能精确获得等影响校正的不利因素,研究基于先验条件而不依赖DEM的机载SAR图像几何校正方法.从产生畸变的原理和校正过程的本质出发,将不同的几何校正理论在成像原理层面进行统一;在此基础上,分析精确校正所需要的条件,并提出当条件不能满足时的基于统计模型的几何校正方法;继而提出基于不同先验条件的校正方案决策模型.仿真实验及基于配准区域的保真度评价结果验证了所提方法的有效性.     

机载SAR影像主动定位的数学模型研究

本文基于差分GPS(Differential Global Positioning System,DGPS)和惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)数据,在无控制点的情况下,导出了一种进行机载SAR影像主动定位的数学模型。此模型包括DGPS/INS数据进行坐标系转换、天线动态偏心改正、雷达天线相位中心插值和距离-多普勒(Range-Doppler,R-D)模型及解算。根据距离-多普勒(Range-Doppler,R-D)模型和数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)数据,获得机载SAR影像上每点所对应的地理坐标,重采样生成正射影像图。本文通过成都测区1m分辨率的机载SAR影像主动定位试验,验证了此数学模型的正确性,分析了主要系统误差源及系统误差的改正方法。     

一种模拟纠正影像的SAR立体影像匹配方法

针对常规SAR影像匹配方法在地形起伏较大区域无法获取理想的SAR立体影像匹配结果的问题,该文提出了一种基于模拟纠正影像的SAR立体影像匹配方法。利用观测区域粗分辨率DEM进行SAR影像模拟,进而获取几何纠正SAR影像,在几何纠正SAR影像上实现影像匹配,等效于常规基于灰度影像匹配中进行的影像粗配准工作,并且相比于常规粗配准,该等效粗配准过程能够均衡地顾及到整幅影像的像元,最终实现了地形起伏较大区域的高精度SAR立体影像匹配。采用COSMO-Skyped影像数据进行了实验,实验结果表明,匹配精度达到了3个像素左右,比常规的基于灰度影像匹配方法有较大提高,能够有效解决地形起伏较大区域SAR立体影像匹配问题。     

高分辨率机载SAR影像空中三角测量模型

目前,我国西部地区近2000000km2的国土面积还缺乏相应比例尺的地形图,由于西部多云多雾天气条件的限制,采用高分辨率机载SAR遥感影像成为遥感技术测图实施中的重要数据源之一。同时,为了减少地面控制点的外业测量工作,研究如何获取足够数量及精度的控制点也成为当务之急。本文分析了高分辨率机载SAR影像空三应用的条件,并在测区稀少控制点的条件下,讨论DGPS/INS辅助机载SAR影像空三向量模型以及相应的数据处理方法,为机载SAR影像获取地面控制点的实际应用提供理论依据。     

基于有理函数模型的星载SAR影像几何校正

主要研究了面向星载合成孔径雷达SAR(Synthetic Aperture Radar)影像几何处理的有理函数模型RFM(Rational Function Model)的建模、求解和应用方法。首先采用与地形无关的方式,利用严密的距离-多普勒模型(Range Doppler,RD)构建虚拟控制点格网来进行RFM建模,实现了一种RFM模型参数的快速无偏解算新方法,能够取得相对于RD模型很高的拟合精度,在几何定位功能上实现了对RD模型的有效替代,同时大大提高了计算效率。然后在此基础上利用RFM模型实现了星载SAR影像的快速几何校正,为了提高几何校正结果的绝对定位精度,引入少量地面控制点对RFM模型进行了像方改正处理,以消除SAR影像几何定位的系统误差,并利用ENVISAT ASAR数据的实验结果验证了本文方法的有效性。     

组合图像模拟和精配准的星载SAR图像正射校正

本文给出了一种采用DEM模拟出的影像和星载合成孔径雷达(SAR)精配准策略的正射校正方法。首先根据DEM数据采用距离-多普勒模型和经验公式模拟出SAR图像,然后分别采用Harris算子和互信息匹配的方法提取模拟图像和实际SAR图像上的同名特征点,并根据这些特征点构建的不规则三角网(TIN)实现模拟SAR图像和实际SAR图像的精确配准。最后将星载SAR图像通过实际图像和模拟图像的精确配准关系以及模拟图像和DEM数据之间的对应关系校正到DEM所在的地理坐标中,实现SAR图像的正射校正。     

基于粗DEM的立体SAR像对配准

影像配准是雷达立体摄影测量技术获取数字高程模型的一个关键步骤,也是一大难点。为了能够自动而又稳健地获取高精度的立体SAR像对配准结果,文中设计一种基于粗DEM、距离多普勒SAR构像模型和基于区域逐级窗口的立体SAR像对配准方法。该方法采用距离多普勒SAR成像模型和粗DEM获取像素级的粗略配准结果。在此基础上,采用基于区域的逐级窗口配准方法获取高精度的配准结果。文中最后利用立体SAR像对进行实验研究。实验结果表明,设计的立体像对配准方法可行,其配准精度可以达到子像素级,距离向为0.3像素左右,方位向为0.1像素左右,完全能够满足雷达立体测图的要求,而且该方法还具有很好的稳健性。     

机载合成孔径雷达影像与航片判绘的对比研究

遥感影像判绘是提取影像上有用地物信息的一种基本方法。本文分别介绍了航空摄影像片和机载合成孔径雷达影像判绘的主要内容。并利用同一地区大致同一时相的航片和机载SAR影像分别进行了判绘,比较分析了两类影像资料用于判绘的各自特点。     

基于DEM的SAR图像模拟

针对SAR图像模拟方法进行了深入研究,提出了一种新的SAR图像模拟方法。该方法引入并改进信号模拟中经常使用的小面单元模型,并对SAR图像的阴影特征进行了分析;给出了一种高效判断阴影区域的算法。使用该方法对某一山地区域的DEM数据进行了SAR图像的模拟实验。实验结果表明:模拟的SAR图像和真实SAR图像纹理一致,很好地反映了起伏地区SAR图像的几何特征,取得了理想的效果。     

DEM and SAR image based flood feature extraction techniques to map the deep and shallow flood inundated regions of known as well as remote disaster regions

It is viable to differentiate the deep and shallow flood inundated regions through a new flood feature extraction techniques named as ‘Digital Elevation Model (DEM) and Synthetic Aperture Radar (SAR) image based flood feature extraction model’. The proposed model has been built mainly on the top of DEM of the disaster region without adopting standard multi-layer GIS techniques. To meet the time related factors of flood early warning system the image clustering operations has been automated at three different levels which bifurcates the input datasets and extracts the much required end results such as deep flooded regions, shallow flood inundated regions and non-flooded regions. The model has been tested with SAR flood images of known geographical region as well as remote geographical region. The proposed model can be automated against the input SAR sensor image and corresponding DEM of the respective SAR scene of any part of the world.