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。     

使用ERS-1/2干涉测量SAR数据生成DEM

干涉合成孔径雷达（ＩＮＳＡＲ）数据已被证明能生产精确的数据高程模型（ＤＥＭ），我们已开发了从单视ＳＡＲ复影像数据自动生成数字高程模型的新软件，基于ＳＡＲ多视强度影像的最小二乘曩像匹配被用于复影像对的配准，达到很高的配准精度（０．０１～０．０５像元精度）。一种新的计算目标点３维坐标（Ｘ，Ｙ，Ｚ）的方程还被提出，卫星轨道，姿态和基线参数以及相位常数被纳入在方程中并被表示了时间的线性函数，利用至少６个地面控制点能够同时估算这些参数，本文还给出了意大利埃特地区ＥＲＳ－１／２ＳＡＲ数据处理结果。     

合成孔径雷达干涉测量技术及其在生成DEM和监测地层变化中的应用

自ＥＲＳ－１发射以来,由于其具有全天修工作等优点,使合成孔径雷达（ＳＡＲ）干涉测量的应用成为遥感乃至地学界研究的热点。本详细论述和分析了ＩＮＳＡＲ的几何特性和干涉测量原理,并着重介绍了其在生成数字地面模型和监测的层变化方面的应用。     

极化干涉雷达遥感机制及作用

极化干涉SAR是目前雷达遥感的前沿领域，它是集极化SAR和干涉SAR于一体的新型对地观测技术。通过对极化干涉的基本原理和物理机制，极化干涉SAR的数据处理及与常规干涉SAR数据处理的区别，以及极化干涉SAR当前的几个热点应用研究领域进行了阐述，对极化干涉SAR存在的问题也进行了讨论。     

使用ERS-1/2 SAR干涉测量数据生成DEM

干涉合成孔径雷达（ＥＮＳＡ－Ｒ）数据已被证明能生产精确的数字高程模型（ＤＥＭ）。我们已开发了从单视ＳＡＲ复影像自动生成数字高程模型的新软件。基于ＳＡＲ多视强度影像的最小二乘影像苑被 用二复影像对的配准,达到极高的配准精度。同时提出一种新的计算目标点三维坐标的方程卫星轨道,半途而废和基线参数以及相位常数被纳入方程中并被表示为时间的线性函数。利用至少６个地面控制点能够同时估算这些参数。本文给出了动作持     

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)研究的探索与实践

首先简要回顾了合成孔径雷达(SAR)干涉测量(InSAR)的发展历程, 接着对作者所在团队十余年来在该领域所开展的研究探索作了简要介绍, 并介绍了InSAR 技术在地面高程信息获取、地震、地质灾害等方面的实际应用。最后, 文章对InSAR 技术和应用的未来发展进行了展望。     

极化干涉SAR森林树高提取算法的对比分析

在对极化干涉SAR森林树高反演的DEM差值算法、相干相位-幅度综合反演算法进行分析的基础上,对基于极化干涉相干优化方法的改进算法进行了探讨。利用黑龙江大兴安岭地区的一对ALOS全极化干涉SAR数据进行实验,并对比分析各算法的反演结果。结果表明,在使用改进的算法进行森林树高反演时可以获取精度较高的反演结果,并且在一定程度上提高了森林树高反演的稳定性,为森林树高反演工作的业务化运行提供一定的依据。     

合成孔径雷达干涉测量的最新发展

合成孔矩雷达干涉测量（ＩＳＡＲ）是最新局长起来的一种空间大地测量技术，笔者对此已在文献２中作了初步报导。由于这一技术最近有了新的进展，所以在前文基础上继续报导。本文特别强调国外利用这一技术最近在我国西藏地区获得的成果，希望引起有关部门和学者们的注意。     

多时相双极化合成孔径雷达干涉测量土地覆盖分类方法

综合采用时相、极化和干涉3种维度的SAR数据进行土地覆盖分类。以黑龙江省逊克县多时相ALOS PALSAR数据覆盖区为研究区,利用不同时相极化SAR、干涉SAR信号对地物特征的敏感性,结合后向散射强度和干涉相干的时变特征进行地物解译,发展了基于多时相、多极化、干涉SAR数据的SVM土地覆盖分类方法。研究结果表明,引入双极化SAR中不同极化(HH-HV)间的相干系数,并结合所选择的时相特征、极化特征以及干涉相干特征进行分类,可解决双极化SAR影像中林地与城市及建设用地的混分问题,得到更高精度的土地覆盖分类结果。     

极化干涉SAR反演植被垂直结构剖面研究

植被的高度和垂直结构剖面都是森林生物量和森林碳循环模型中的关键输入参数,极化干涉SAR的出现使定量获取植被结构参数成为可能。首先,将改进的两次拟合法估计的植被高度作为进一步反演植被垂直结构剖面的先验知识;然后,通过勒让德多项式展开以及双基线极化干涉数据提取植被的垂直结构剖面;最后,利用仿真以及真实极化干涉SAR数据进行方法验证和结果定性分析。研究表明,利用不同极化状态下的干涉相干性变化提取植被结构参数是可行且有效的。     

利用后向散射特性从高分辨率SAR影像中提取建筑物高度

在城区的建筑物高度估计中,散射单元内不同散射体相位中心不一致导致干涉相位混淆使得建筑物高度反演结果不精确。提出一种双基线的极化干涉合成孔径雷达（synthetic aperture radar,SAR）建筑物高度估计方法,利用两条基线的全极化干涉数据增加观测量,通过建立干涉相位之间的优化准则消除分辨单元内多散射体的相位中心混淆的问题。利用覆盖山东省泰安市的三景高分辨率全极化TerraSAR-X数据进行实验,并通过实地调查验证了实验结果。结果表明,相对于传统的单基线方法,新方法反演获得的建筑物高度的精度更高。     

Polarimetric differential SAR interferometry in an arid natural environment

Ground deformation measurements have contributed to a better understanding of the processes and mechanisms involved in natural hazards. Those include landslides, subsidence, earthquakes and volcanic eruptions. Spaceborne Differential Interferometric Synthetic Aperture RADAR (DInSAR) is a well studied technique for measuring ground deformation. Quality of deformation measurements, however, is often degraded by decorrelation. With the advent of fully polarimetric SAR satellite sensors, polarimetric optimization techniques exploiting polarimetric diversity improve the phase quality of interferograms. In this paper, we analyzed three polarimetric optimization methods to determine the optimal one for application in an arid natural environment. We considered coherence decomposition in single and double phase center scenarios. Coherence estimation bias associated with each optimization method has been analyzed. We compared the derived displacement values with terrestrial GPS measurements. The study shows that polarimetric optimization increases the number of coherent pixels by upto 6.89% as compared with a single polarization channel. The study concludes that polarimetric optimization coupled with DInSAR analysis yields more reliable deformation results in a low coherence region.     

Adaptive filter in SAR interferometry derived DEM

IntroductionRadar interferometry (InSAR) has been suc-cessfully applied to measure the surface topogra-phyin the past two decades[1-4].Since InSARisa coherent technology ,the most i mportant con-straint for the radar echo is coherence . Howev-er ,decorrelation is al ways inevitably introducedby the thermal noise , geometric decorrelation,Doppler centroid decorrelation, volume scatter-ing decorrelation,temporal decorrelation, orbiterror , at mospheric delay , and data processingnoise[5-6]. …     

Accuracy assessment of GPS navigation augmented by SAR and LiDAR-derived Digital Elevation Models

Remotely sensed Digital Elevation Models (DEM) can be used to augment a standalone Global Positioning System (GPS) by adding an extra range observation which measures the distance to the Earth centre. This method so called height aiding can reduce the number of GPS satellites required to get a 3D position fix from four to three and hence improve the performance of the GPS navigation algorithm in terms of accuracy, reliability and availability. Up until now, the accuracy of height aided GPS navigation using higher resolution Synthetic Aperture Radar (SAR) and Light Detection and Ranging (LiDAR)-derived elevation data has not been fully evaluated in a broad spectrum of navigation scenarios. This article provides a robust and accurate analysis on how much range error is introduced by height aiding using 5 m spacing SAR and 1 m spacing LiDAR-derived DEMs under in-car and personal navigation situations. Based on the experimental results obtained from both dynamic and static tests, suggestions have been made on what level of vertical and positional accuracy can be achieved as well as the related DEM quality issues for navigation purposes.     

多源星载SAR地形干涉测量精度分析

星载InSAR技术具有高效率、高精度获取全球DEM数据及其他增值产品的优势,是地形测绘领域的研究热点。本文综合利用国内外多源星载SAR影像数据,开展地形干涉测量试验及精度对比分析,旨在为全球测绘提供技术参考。现有的X/C/L波段卫星SAR系统,如COSMO-SkyMed、GF-3、ALOS-2获取的干涉数据集,在青海典型复杂地形实验区均成功获取了DEM数据产品。分析结果表明,在3种典型数据源中,基于COSMO-SkyMed干涉测量DEM的精度与细节质量相对较高,GF-3干涉结果次之,ALOS-2数据也实现了较好的地形测图精度。相关结果从侧面论证了国产GF-3数据具备在空间基线合适的条件下获得高精度DEM数据产品的潜力。     

数字高程模型DEM精度研究

用不同地貌类型地区的实验数据对数字高程模型(规则格网DEM)的格网间距与中误差(RMSE)、平均高程、剖面曲率的关系进行研究,采用比较分析的方法,得到格网间距与中误差的数学模型,可以用通式:Y=A BX CX2表示,并且把地形因子(平均高程、剖面曲率)作为自变量,进一步分析通式中3个系数与地形因子的关系,发现两个地形因子与系数函数关系比较相似,并得到Y=A BX CX2 DX3的数学模型。由验证结果表明,所得模型效果良好。     

利用矩阵值域的极化干涉SAR相干性的研究

极化SAR干涉测量 (PolInSAR)的相干性是反演植被参数的重要信息来源,极化空间中不同极化状态对应的相干性分布与复极化相干矩阵的值域相关。本文讨论了不同结构的复极化相干矩阵值域的特点,分析了不同极化状态下干涉相干性与复极化相干矩阵的值域的关系。利用模拟数据和真实全极化SAR数据分析了滑动窗口大小和不同散射体对复极化干涉矩阵值域的影响,以及复极化干涉矩阵的结构对极化干涉SAR相干性分布空间的影响,有助于更加准确地获取极化干涉SAR最优极化基和估计最优相干性。     

Evaluation of Information Loss in Digital Elevation Models With Digital Photogrammetric Systems

Information loss is caused when a surface is sampled with a finite interval, such as in the production of a digital elevation model (DEM). This information loss can become the dominant part of the error in a DEM. The ability to quantify information loss enables guidance to be provided for an appropriate choice of grid interval and better accuracy assessment for the DEM. With the use of digital photogrammetric systems, evaluation of information loss has become much easier. This paper describes three methods of evaluating information loss. An example is given of the method which is most appropriate for use with a digital photogrammetric system, based on rock cliff surface data and the VirtuoZo system.     

星载SAR干涉测量生成DEM的软件研制

介绍了SAR干涉测量生成DEM的软件的设计思想和开发过程中涉及到的主要技术,给出了使用该软件生成德国波恩地区的DEM的过程及相应的评价.     

海底地形数据处理与DEM生成

分析了海底DEM生成经常会遇见的问题,介绍了坐标变换、接边处理、插值加密等数据预处理方法,最终生成海底规则格网DEM。