SAR辐射定标中角反射器RCS的快速求解

角反射器雷达截面积的快速准确解算是顺利开展合成孔径雷达辐射定标工作的重要基础。用于合成孔径雷达辐射定标的角反射器为电大尺寸,因此,宜采用高频近似法进行雷达截面积的仿真计算。本文利用几何光学对入射波和反射波进行射线追迹以确定每次入射场及其相对应的照明区域,然后采用Gordan面元积分法对每个照明区域求散射场并累加得到角反射器的雷达截面积,通过与文献、电磁仿真软件FEKO(FEldberechnung für körper mit beliebiger oberfläche)的仿真结果比较,证明该方法有效且简单快捷,尤其适用于电大尺寸平板角反射器雷达截面积的快速求解。     

新型SAR传感器一级地距产品绝对辐射定标方法

针对目前新型SAR传感器数据产品预处理软件缺乏的现状,全面细致地论述了ENVISAT ASAR,Radarsat2,Cosmoskymed,Terra SAR-X和Sentinel1等5种新型SAR传感器的一级地距产品(level-1 detected ground range product,L-1 DGRP)数据的绝对辐射定标方法以及软件化过程中所涉及的后向散射系数等参数获取方法;并以Sentinel1传感器的L-1 DGRP数据为例,采用C++语言编程实现了绝对辐射定标过程;最后将本文方法软件处理结果和欧空局S1 Tool Box软件处理结果进行对比,二者得到的后向散射系数值基本相同,证实了本文所介绍方法的正确性。     

多光谱相机基于灰阶靶标的在轨绝对辐射定标

多光谱相机在轨绝对辐射定标是其遥感数据定量化应用的关键环节。高空间分辨率多光谱相机基于大面积灰阶靶标的在轨辐射定标, 以灰阶靶标BRDF、漫射/总辐射比和大气光学厚度等参数的地面测量为主, 通过目标反射辐射与大气程辐射、周围环境辐射的分离, 消除了对气溶胶散射的假设, 简化了定标流程, 突破了基于大面积均匀场定标受到的地理位置和天气状态等条件限制, 该方法有望实现高空间分辨率多光谱相机全动态范围内的高频次、高精度业务化在轨辐射定标。不确定度分析表明, 目前该辐射定标方法可实现4.7%的不确定度, 将来有望提高到3%—4%的水平。对天绘一号多光谱相机进行了基于大面积灰阶靶标的定标试验, 通过两次过顶时刻地面总辐照度变化的比较及靶标观测值的回归分析, 初步判断两次定标时间内多光谱相机波段3的性能发生了变化。     

光学有效载荷高精度绝对辐射定标技术研究

随着多波段、多平台、高光谱分辨率遥感仪器的迅速发展,要求光谱辐射定标技术具有前所未有的高精度和长期测量稳定性。目前,传统辐射定标方法的精度已逐渐难以满足定量遥感应用的需求。本文提出了一种新型基于辐亮度标准探测器的高精度光谱辐射定标先进方法和技术,由于该方法可直接溯源至低温绝对辐射计,其绝对精度和长期稳定性优于传统的基于标准光源法,是提高中国目前光学遥感器实验室、星上和场地替代定标精度的有效途径。该方法已两次成功应用于中国“FY-2”气象卫星04和05星发射前外场定标,实际应用效果表明,它能够有效提高中国卫星遥感器的外场定标精度,对改善中国当前卫星遥感器各阶段定标精度,具有潜在的应用价值。     

SAR辐射定标中的地物杂波抑制方法

研究了SAR有源编码辐射定标技术,提出了通过移相器进行方位信号编码,通过混频器进行距离信号调频斜率反向的地物杂波抑制方法;采用RD成像算法获得了分布目标的图像,完成了不同分布和强度的地物杂波与定标参考目标的仿真图像,并采用峰值方法对SAR辐射定标精度进行了定量研究。实验结果证明有源编码辐射定标技术能够有效地抑制地物杂波的影响,提高SAR辐射定标精度。     

点目标机载SAR辐射定标关键技术与方法

针对机载SAR影像的高精度辐射定标处理问题,该文分别利用积分法与峰值法计算点目标辐射响应能量、通过对SAR影像辐射特征分析及方法对比,采用sin c函数模型拟合校正天线方向图,结合雷达功率方程求解定标常数,进而建立了完整的点目标辐射定标方法和流程,并对关键技术中不同方法进行了比较分析。结果表明,积分法能量计算模型与sin c函数天线方向图校正模型结合的定标方法能够达到更高的相对和绝对定标精度,优化后的方法能够满足并高于高分辨率机载SAR应用对辐射定标精度的要求。     

高分辨率光学/SAR卫星几何辐射定标研究进展

介绍了国内外高分辨率光学/SAR观测卫星进展与发展特点,归纳总结了星载光学/SAR几何辐射定标的基本原理,综述了几何辐射定标研究进展,最后梳理了卫星几何辐射定标的前沿问题。     

全波形机载激光雷达绝对辐射定标与不确定性分析

为揭示全波形激光雷达回波在森林等植被区域多回波信号的特征和对目标识别分类的影响,以激光雷达方程为模型基础,利用朗伯体目标为地面参考,提出了将激光雷达波形参数标定为后向散射截面、后向散射系数和漫反射率等物理量的方法,实现了机载小光斑全波形机载激光雷达数据绝对辐射定标。对两个不同实验区的LMS-Q680i数据标定结果表明,漫反射率与参考反射率相对误差总体分别小于10%和5.5%,误差标准差分别为0.044和0.077,有效消除了条带间差异。推导了多回波的激光雷达方程组,比较了相同系统在不同观测条件下的定标常数变化,重点分析了全波形激光雷达在穿透性目标上的多回波现象造成的能量衰减,及其对辐射定标结果的影响,证明了多回波现象是造成多回波信号减弱的主要原因。该现象是当前技术体制下激光雷达观测过程本身存在的缺陷,对基于激光雷达辐射信息的目标识别分类带来了一定的挑战,也是多光谱、高光谱激光雷达辐射信号定标必须解决的问题。     

HJ-1B 热红外波段在轨绝对辐射定标

针对HJ-1B 红外相机(IRS)热红外通道特点, 利用青海湖辐射校正场进行HJ-1B 热红外绝对辐射定标, 提 出新的场地定标算法, 并通过实测数据和Landsat5-TM数据对不同定标系数进行真实性检验分析, 发现该场地定标 算法获得的系数比原始系数精度提高约0.6%—3%, 总体精度为1K 左右。研究结果表明文章提出的定标算法适用 于不具备观测冷空间能力的卫星传感器在轨绝对辐射定标, 得到的定标系数合理可靠。     

四川丹棱机载SAR点目标辐射定标方法

作为机载SAR极化合成孔径雷达数据应用必不可少的步骤,SAR辐射定标将图像像素值转化为地物的后向散射系数。利用点目标进行辐射定标的方法具有简单、易于操作的特点且具有一定精度,被人们广泛应用于实际的生产中。三面角反射器稳定性较好且易于操作,并拥有较大的散射截面积,在较宽的角度变化范围内其在雷达系统中的散射截面积变化较小,所以被当成最常用的点目标定标器。本文在阐述点目标辐射定标的基础上,以四川省丹棱县为实验区域,进行基于点目标的辐射定标外定标,得出了该方法具有一定精度且简单实用的特性。     

敦煌场地CBERS-02 CCD传感器在轨绝对辐射定标研究

对资源一号卫星02星（CBERS-02）,为深入其定量化分析,定期在敦煌绝对辐射校正场地进行了地面同步测量,开展了更新在轨绝对辐射定标研究。另外,运用地表反射率和大气光学特性参量数据,计算出CBERS-02CCD传感器4个波段的绝对辐射标定系数。同时,利用2004年8月25目的Landsat-5 TM图像数据对CBERS-02 CCD传感器的辐射特性进行交叉定标,验证分析了CBERS-02 CCD传感器场地绝对辐射定标的基本特性及其可靠性。另外,为CBERS后续星的传感器改进,提供了分析参量。     

机载数字航摄仪场地绝对辐射定标及验证分析

针对遥感定量化中绝对辐射定标相关研究较少的问题,该文利用安阳试验场布设的8种不同反射率的固定靶标,采用反射率基法对机载数字航摄仪进行绝对辐射定标,分别用单点法、两点法和多点法得到不同的定标系数;为了验证辐射定标结果,选择另外4块不同颜色的靶标,分别对不同方法得到的定标系数进行验证评价。结果表明,单点法得到的定标系数平均误差最大,两点法和多点法的定标误差比较接近,多点法的平均定标误差最小。研究结果对于今后航空遥感相机的在轨定标具有一定的参考作用。     

针对GF-1遥感影像的基于影像与基于辐射传输模型的两种交叉定标方法比较

"高分一号"配置了4台16m分辨率多光谱宽幅(WFV)相机,组合观测幅宽达到800km。为了将其应用于定量遥感,需要对其进行精确的辐射定标。目前针对高分一号卫星有两种交叉定标方法,都在传统方法的基础上进行了改进。一种是基于影像的交叉定标方法(image-based),另一种是基于辐射传输模型和二向反射分布函数的交叉定标方法(RTM-BRDF)。本文采用这两种方法对高分一号(GF-1)的4个相机进行辐射定标,并对这两种方法进行了对比分析,发现对于WFV2和WFV3这两个近似星下点成像相机,image-based方法可以得到精度较高的辐射定标系数,而对于WFV1和WFV4这两个非星下点成像相机来说,RTM-BRDF方法得到的定标系数精度较高。因此,最终将两种方法结合给出GF-1 4个相机最终的定标系数。     

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。     

地形辐射校正在极化SAR影像分类中的应用

由于SAR斜距成像几何方式及地形起伏的影响,原始SAR影像存在透视收缩、叠掩、阴影等严重的几何畸变和辐射畸变。其中,叠掩区具有强烈的后向散射回波,在极化SAR影像的分类研究中容易造成林地与居民地等地物混分,降低分类的精度。针对该问题,本文研究一种地形辐射校正方法,引入投影角计算后向散射系数γ0,有效地解决了地形起伏造成的辐射畸变问题。选取一景全极化Radarsat-2影像进行实验验证,分别对地形辐射校正前后的极化SAR影像进行了复Wishart监督分类。通过对分类结果的比较,表明经本文地形辐射校正方法处理后,极化SAR影像的分类精度得到了改善。     

基于点相位改正的机载干涉SAR定标算法

干涉参数定标对于利用机载双天线合成孔径雷达干涉测量获取大面积高精度的数字高程模型具有重要意义。本文在敏感度方程模型的基础上,提出了基于点相位改正的干涉参数定标方法,算法着重对相位改正进行了研究,得出了新的敏感度方程误差模型,利用最小二乘原理求解定标后的干涉参数,并生成精确的数字高程模型。最后,利用中国测绘科学研究院CASMSAR系统X波段数据加以验证,试验结果表明,该算法很好地解决了传统定标方法对不同数据求解干涉参数时结果不稳定和敏感度矩阵病态等问题,并具有稳定性强、无须迭代解算、适用于大规模生产等优势。     

基于高分SAR影像的城市用地变化检测

SAR技术的发展使得该技术在人们生活和生产中发挥着越来越重要的作用,而且高分辨率SAR影像的使用推动了SAR技术在各个方面的研究和应用,其中对城市用地的变化监测效果十分明显。本文采用4景前后时间相差11个月的Terra SAR-X数据,运用对数比值法构造差异影像,最后使用马尔科夫随机场模型提取出城市建筑物用地变化区域。最终得到的结果与人工目视解译结果的重合率达到80%以上,表明该方法行之有效,可以推广生产。     

基于小波的SAR影像纹理分析

在分析SAR影像特征的基础上,引入了基于小波的纹理提取方法,并采用第二代提升小波与双正交小波对SAR影像进行小波二级分解,提取影像各尺度上的小波特征系数。对机载的SAR影像进行了纹理分析及分类,得出了不同小波的分类分析结果。     

基于特征提取的光学影像和SAR影像自动配准

针对现有的配准方法用于多光谱影像与SAR遥感影像配准时,存在受SAR图像斑纹噪声影像大、手工选取配准控制点精度低、利用图像景物特征配准时获取区域和边沿困难等问题,以SPOT5影像与RADARSATSAR影像配准进行实验,提出了一种利用改进的SIFT在提取的特征图像上寻找匹配点进行粗配准,然后利用交叉累积剩余熵作为相似性测度结合原始影像信息寻找光学特征图像的角点在SAR影像上的匹配点并进行精配准的方法,配准精度达到了子像素级水平。实验结果表明该方法对多源遥感影像有很强的适应性,配准精度高。     

基于FGHT的SAR影像形状检测算法

形状检测在目标识别中有着重要作用。广义Hough变换（GHT）具有很好的全局特性,是常用的目标形状检测算法。但由于SAR影像具有强噪声等特点,常用的广义Hough变换算法可能会产生定位不准确的问题,甚至会出现错检的情况。文中将GHT中投票不集中的区域看做“模糊投票点”,构造了隶属函数,并据此设计了模糊广义Hough变换算法（FGHT）,通过优化参考点的位置达到检测结果精确定位的目的。实验对比证明,该算法在强噪声情况下具有更好的鲁棒性。