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.     

基于TerraSAR-X影像的光学遥感影像地理定位研究综述

目前,我国遥感技术应用中最普遍采用的是通过光学遥感获取影像,这种方法一般需要控制点才能获得高分辨率遥感影像,不可避免地限制了其应用范围。然而TerraSAR-X具有精确的传感器校正、高精度的卫星位置及对卫星姿态的低依赖性等特性,在无地面信息的情况下,仍然可以获得高精度的遥感影像。因此,研究利用TerraSAR-X数据作为地面控制信息对光学遥感影像进行地理定位具有突破性的意义和价值。本文介绍了近几年TerraSAR-X影像对光学遥感影像进行定位的现状和方法,阐述了其理论基础和优缺点,并试着分析了现阶段争论的焦点。     

高分辨率TerraSAR-X影像正射纠正方法研究

针对新型高分辨率TerraSAR-X影像产品格式进行深入解析,利用野外实测的高精度控制点数据对定位模型参数进行优化,对TerraSAR-X影像正射纠正过程进行设计与实现。选取江苏省姜堰市高分辨率(1 m)聚束式TerraSAR-X影像,验证了算法的有效性。     

基于影像模拟的星载SAR影像正射纠正

对山地和高山地等选点困难地区的星载SAR影像进行正射纠正时,通常采用距离多普勒模型进行影像模拟纠正。但由于每类星载SAR影像辅助数据不同,所建立的距离多普勒模型均不相同,从而导致针对每类星载SAR影像需要采用不同的软件模块进行模拟和正射纠正。针对该缺点,采用RPC模型代替距离多普勒模型并利用改进的模拟影像灰度确定方式进行星载SAR影像模拟,在此基础上建立模拟影像和真实SAR影像之间关系进行正射纠正。采用四川某地区的TerraSAR-X影像,将正射纠正的实际精度和理论精度进行对比,验证本文提出的理论和方法。     

利用纹理融合与广义高斯模型的高分辨率SAR影像变化检测

为了充分利用高分辨率SAR影像的纹理特征,提出一种纹理信息融合与广义高斯模型相结合的SAR影像变化检测方法。通过灰度共生矩阵计算影像的纹理特征进而构造纹理差异影像,利用离散平稳小波变换,融合灰度差异影像和纹理差异影像。然后利用广义高斯模型进行统计建模,估计融合后差异影像上变化类和未变化类的概率分布,利用KI阈值准则获取最佳分割阈值,实现多时相SAR影像的非监督变化检测。选取两组TerraSAR-X数据进行实验,结果表明融合纹理信息与广义高斯模型的变化检测方法可行,其中融合逆差距纹理信息的检测性能最优。     

集群环境下星载线阵相机成像光线追踪模拟

为了精确模拟卫星的成像效果,服务于卫星指标参数论证以及地面系统设计,该文在分析常用卫星模拟方法的基础上,基于多核SMP集群架构,选择利用光线追踪原理,同时依据星载TDI-CCD线阵相机的特有成像模型,通过使用时间-空间积分方法对卫星成像过程进行模拟,得到了高分辨率的星载线阵相机模拟影像。实验结果表明该方法能有效地模拟卫星遥感影像的成像过程,其模拟影像数据可以应用于遥感成像卫星前期指标论证设计中。     

高分辨率SAR层析成像建筑物叠掩散射体提取

阐述了SAR层析成像的基本原理,提出了基于Butterworth滤波的奇异值分解层析算法。利用柏林市高分辨率TerraSAR-X数据进行实验,提取了SAR像元内散射体的数量、位置及反射量,实现了星载高分辨率SAR真实数据层析成像,高程向估计精度达到米级。     

TerraSAR-X影像直接地理定位方法研究

开展高精度直接定位算法研究对促进SAR影像的广泛应用具有重要意义。针对新型高分辨率雷达卫星TerraSAR-X影像,在无任何地面控制支持下采用距离多普勒构像模型及地球物理模型,通过线性化及最小二乘平差原理迭代求解目标点的位置矢量,并利用影像元数据文件中提供的影像四个角点和中心点的地理坐标作为控制点,消除定位结果中存在的系统误差。在利用陕西宝鸡地区的TerraSAR-X影像试验中,将其定位结果与当地1∶1万地形图上选取的控制点进行比较,获得的平均平面定位精度约±63m左右,表明该算法合理可行,具有一定的实用性。     

考虑定向参数精度信息的TerraSAR-X和SPOT-5HRS影像RFM联合定位

卫星影像的RFM模型具有传感器无关的优点,适用于多源影像的几何定位处理,但在无地面控制点条件下联合定位时存在自主定位优势影像难以发挥主导作用且求解易发散的不足。本文通过将影像的先验自主定位精度和成像线性漂移转化为像方定向参数的精度和权信息,建立考虑影像定向参数精度信息的RFM模型。以12景TerraSAR-X和6对12景覆盖面积约为18万km2的SPOT-5HRS立体长条带影像为数据源,对两类影像定向参数先验精度配置偏差、SAR影像升降轨道方向、SAR影像数目、SAR影像分布等因素对定位精度的影响进行了系列定位试验,少量SAR与大范围HRS联合的影像自主定位平面/高程精度可达6.0m/4.2m。本文RFM平差模型无地面控制点定位精度和定向参数求解稳健性相对于传统模型有显著提升,是卫星影像无控制点1∶10万/1∶5万全球测图的一种潜在方法。     

高分辨率PSI上海市沉降探测及分析

本文在改进的永久散射体(PS)探测方法基础上,应用高分辨率永久散射体雷达干涉(PSI)探测上海市地表沉降,并对沉降原因进行了详细分析。实验选取2008年4月至2010年1月间,由德国卫星TerraSAR-X(TSX)所获取的18幅X波段(波长为3.1 cm)高分辨率SAR影像为数据源,进行PS探测、PSI建模、形变提取和分析。实验结果表明,改进的PS探测方法探测出的PS点是合理和可靠的,且高分辨率SAR影像对地面硬目标识别能力较强,显著提高了PS点的密度和覆盖范围。沉降探测结果显示,最大相对沉降速率达30 mm/yr,平均沉降速率为11.5 mm/yr。     

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。     

应用雷达干涉技术的交通设施形变监测研究

针对常规测量手段耗时、费力,难以快速完成大型交通设施的形变监测的问题,该文开展了基于高空间分辨率SAR影像的PS-InSAR在大型交通设施形变监测方面的实验研究:选取2009—2010年间27景3m分辨率的TerraSAR-X数据,采用PS-InSAR技术提取了天津市西部城郊结合区内主要交通设施及沿线区域的地表形变信息。结果表明:利用高分辨率SAR影像监测公路、铁路等交通设施时,可以提取高密度的PS监测点;提取形变信息与水准观测值相互吻合;研究区域存在几个较大的沉降中心,使得一些交通设施在部分路段沉降较大。     

高分三号卫星全极化SAR影像九寨沟地震滑坡普查

基于光学遥感影像的区域滑坡普查易受云雾天气的影响,存在滑坡体调查不全面的问题,无法满足震后应急调查与恢复重建的需求。本文提出了一种极化SAR卫星数据滑坡普查方法,采用高分三号全极化SAR卫星影像数据,以九寨沟地震震区为实验区,在深入分析滑坡体和其他地物类型散射特征的基础上,融合极化特征、纹理特征和地形特征等多维特征信息,结合高分二号影像获取的训练样本,构建基于BP神经网络的全极化SAR数据滑坡自动识别模型,实现滑坡体的自动快速识别。与高分辨率光学影像与无人机航空影像目视解译结果相比较,总体识别精度为92.8%,Kappa系数为0.715,识别准确度满足地震应急实际应用的需求。研究成果可用于震区大区域滑坡体的普查,为后续开展无人机高分辨率影像滑坡体详查、灾后应急与景区恢复提供辅助信息支撑,并促进国产高分SAR卫星数据在防震减灾中的应用。     

TerraSAR-X卫星影像中大比例尺测图应用研究

为了研究TerraSAR-X卫星的中大比例尺测图可行性,文章利用成都都江堰市3m、1m分辨率的TerraSAR-X影像、控制点及可见光卫星影像,对TerraSAR-X影像在多云多雨地区的中、大比例尺测图展开了研究和分析。实验表明利用TerraSAR-X影像能够符合中大比例尺基础地图测图或修测的精度要求,可用于困难地区1∶50 000~1∶10 000比例尺的基础测图生产和更新。     

基于TerraSAR-X雷达数据监测土地利用动态的研究

在多云、多雨地区,可见光获取遥感影像数据不能满足对土地利用实时监测的需要,而雷达卫星可以不受天气条件影响获取数据。对TerraSAR-X雷达数据影像进行正射纠正和解译,判断出变化的区域并到实地验证。高分辨雷达卫星数据作为光学数据源的补充用于监测土地利用动态具有重大的现实意义。     

高分辨率卫星影像数据操作平台的建立与立体量测

高分辨率卫星影像由于高空间分辨率和立体成像观测使得数据量通常很大,建立一个快速操作高分辨率卫星影像数据的平台非常必要。本文利用GDAL开源库研究建立了高分辨率卫星影像数据操作平台,主要包括大数据量卫星影像读取、显示、缩放、平移、截取等基本操作。在此平台基础上,利用有理函数模型进行立体影像几何定位,实现了高分辨率卫星影像立体量测。     

利用高分辨率聚束模式TerraSAR-X影像的PSInSAR监测地表变形

利用20景于2010-03～2010-11期间采集的高分辨率聚束(1m分辨率)模式的TerraSAR-X SAR数据,采用永久散射体干涉测量技术(PSInSAR)获取了西藏羊八井地区由地热电站开采地下水引起的地面沉降。结果显示,羊八井地热电站周边及地热开采井地区在2010年期间的地面沉降速率最大达到25mm·a-1,而盆地其他地区的地面平均沉降速率为1mm·a-1。将其与ASAR获取的平均沉降速率结果对比,两者的相关性达到了0.76,这说明TerraSAR-X高分辨率SAR数据不仅可以提供高密度PS点,而且更好地体现了散射体的细节变化和微量位移情况。     

高分辨率SAR数据在土地利用监测中的应用研究

随着高分辨率SAR卫星的陆续发射,其全天时、全天候、高效、准确获取地表数据的能力日益展现出明显的优势。在当前土地资源管理不断要求加快监测周期、扩大应用领域、提高监测成效的紧迫形式下,对SAR数据的深入研究与工程化应用已成为当务之急。本文以土地利用的监测实践为依据,系统分析了SAR传感器的数据基础、影像特征和基于实际应用而需要继续拓展的研究领域。     

TerraSAR-X影像监测新增建设用地的应用研究——以贵阳市为例

随着丰富合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)数据源的涌现,以其全天时、全天候的独特优势,为我国多云、多雾、多雨区域进行土地利用遥感监测提供了重要的数据源。本文以TerraSAR-X影像为研究对象,首先对SAR影像进行纠正,然后,通过对正射影像构造差异图,最后,结合人工解译,借助GIS手段进行变化信息提取。考虑到SAR独特的成像方式,由于叠掩现象导致纠正后正射影像存在拉花现象,有可能造成部分图斑遗漏。因此,在叠掩区域通过在SAR原始影像进行变化信息发现,从而对遗漏图斑进行补充。通过对比5 m分辨率光学影像监测结果进行精度评估,正确检出率达78%以上。本文通过试验TerraSAR-X影像在贵阳市监测新增建设用地的提取监测能力,为SAR数据在土地资源新增建设用地的变化监测应用进行了可行性试验研究。     

高分辨率TerraSAR-X雷达干涉及其在工程形变探测中的应用

工程形变是工程建设风险分析的重要因素,对其进行有效监测十分必要.使用德国TerraSAR-X卫星所获取的多幅X波段高时空分辨率SAR影像,采用两轨差分干涉方法,提取天津西郊南水北调工程施工形成的弃土场快速形变信息.试验结果表明,TerraSAR-X雷达干涉技术在工程或地表垂直位移探测方面具有高时空分辨率、高精度(内符合...