Geostatistical analysis of soil moisture measurements and remotely sensed data at different spatial scales

The European remote sensing satellite (ERS-2) synthetic aperture radar (SAR) data was used for temporal monitoring of soil moisture at Sukhothai, Thailand. Higher correlations were found between the observed soil moisture and the radar backscattering coefficient. The soil moisture distribution shows great variation in space and time due to its stochastic nature. In order to obtain a better understanding of the nature and causes of spatial variation of soil moisture, the extensive soil moisture measurements observed in Thailand and also remotely sensed ERS-2 SAR data were used for geostatistical analysis. The observed soil moisture shows seasonal variations with mean varying from 3.33 %v/v (dry season) to 33.44 %v/v (wet season). The spatial geostatistical structure also shows clear seasonal variations in the geostatistical characteristics such as range and sill. The sills vary from 1.00 (%v/v)² for the driest day to 107.57 (%v/v)² for one of the wet days. The range or the correlation lengths varies between 46.5 and 149.8 m for the wettest and driest periods. The nugget effect does not show strong seasonal pattern or trend but the dry periods usually have a smaller nugget effect than the wet periods. The spherical variogram model fits the sample variograms very well in the case of soil moisture observations while the exponential model fits those of the remotely sensed data. The ranges observed from the observed soil moisture data and remotely sensed data at the same resolution are very similar. Resolution degradation affects the geostatistical structure of the data by reducing the sills, and increasing the ranges.     

DInSAR技术对不同方位形变的敏感性研究

以DEM数据为假想的地面目标,只考虑距离对相位的影响,模拟竖直向、距离向和方位向形变的干涉纹图,从而研究DInSAR技术对空间不同方位形变的敏感性。在所有模拟参数和形变位移大小都相同的情况下,三个不同方位形变所产生的相位从0到2π变化的完整干涉环的数目是各不相同的,揭示DInSAR技术对不同方位地表形变的敏感性存在差异,且敏感性由大到小依次为:竖直向、距离向和方位向。     

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。     

利用多尺度Hough变换提取高分辨率SAR图像建筑物L型结构

提出了一种利用多尺度Hough变换从高分辨率SAR图像提取建筑物L型结构的方法。针对高分辨率SAR图像建筑物L型结构的特点,建立了建筑物L型结构简化几何模型,并采用从粗到精的思路利用多尺度Hough变换提取建筑物L型结构方向线。并提出了一种L型结构组合度函数对提取直线进行编组,确定建筑物L型结构的方向和拐点。最后,采用基于扫描线的方法计算L型结构线宽,得到完整规则的建筑物L型结构。多幅真实机载高分辨率SAR图像实验结果表明,本方法可以有效地提取高分辨率SAR图像建筑物L型结构,提取结果与实际位置吻合较好。     

利用压缩感知方法的高分辨率三维层析SAR研究

利用压缩感知方法解决SAR三维层析成像中的频谱估计问题,弥补了传统谱估计方法的一些缺陷,准确重建了来自不同散射目标的回波信号。实验结果表明,该方法不仅能够有效地区分影像中同一像元中的多个散射体,而且可以较为准确地获取目标散射体相对强度分布及高程信息,为目标的分类和识别提供更多依据,显现出对数据量要求较少及抗噪声性能强等优势。     

电磁散射模型应用于单景高分辨率SAR影像建筑物高度反演的解算方法

首先,测量建筑物叠掩量,反演出建筑物高度初值;然后,在相邻建筑物下垫面粗糙度相关的假设下,对重组后的电磁散射模型进行基于拟模拟退火的参数解算,实现了模型中未知参数的求解以及建筑物高度的反演。将此方法应用于真实Radarsat-2SAR场景中3座建筑物高度的反演,取得了反演高度相对误差均小于10%的结果。     

Joint Boost特征选择的SAR信息可视化技术研究

提出了一种基于Joint Boost特征选择的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)信息可视化方法。实验选用了ESAR的德国某机场的极化干涉SAR数据,提取几乎所有极化干涉信息分量构成较为完备的特征信息集合,实验结果证明了该方法的有效性。     

Mapping glacier velocities on Svalbard using ERS tandem DInSAR data

The results presented show how glacier velocities can be measured and calculated from Earth Resources Satellite (ERS) tandem interferometric synthetic aperture radar (InSAR) data by the use of geographical information systems (GIS) and non-interferometric software. A semi-automatic algorithm using existing and newly implemented modules in ESRI's GIS software Arc has been developed to unwrap existing height differentiated interferometric SAR (DInSAR) data. The algorithm is applied to a data set covering glaciers from the arctic archipelago Svalbard. Estimated DInSAR velocities are decomposed into the glacier surface flow direction using a digital elevation model (DEM). Velocity fields for the glaciers Isachsenfonna, Akademikerbreen and Nordbreen on Svalbard are presented.     

基于最大后验和非局域约束的非下采样轮廓波变换域SAR图像去噪方法

本文提出了一种基于最大后验和非局域约束的非下采样轮廓波变换域SAR图像去噪方法。根据SAR图像数据的特征,引入了非对数加性模型,并在该模型下对SAR图像NSCT域中的噪声分布统计建模,应用最大后验（MAP）准则和Non-Local（NL）约束相结合的方法解求SAR图像真实信号的NSCT系数。实验结果表明,本方法具有良好的去噪能力并在性能上优于当前主流方法。     

基于交互式分割技术和决策级融合的SAR图像变化检测

为免去去除斑点噪声的预处理操作及克服选择分布模型的限制,本文结合差异图的特点和一种不涉及分布模型的交互式分割方法,产生不同“种子点”下的变化检测结果后,再利用投票策略对其进行决策级的融合给出最终的变化检测结果。分割中,将每个像素的特征设为差异图及由静态小波变换分解差异图再丢弃高频系数后重构得到的各层表示中,其对应位置上的灰度值构成的矢量。此特征及决策级融合的策略使本文的变化检测技术对SAR图像中的斑点噪声具有一定的鲁棒性。在无需对SAR图像做预处理的情况下,对真实SAR图像数据集的变化检测结果,其效果优于其他相关技术的。