山区地形星载SAR影像的几何纠正

随着搭载合成孔径雷达的各种卫星不断发射,SAR的研究越来越受到重视。由于SAR数据独特的成像方式,山区地形的星载SAR图像几何形变十分复杂。通常应用控制点,采用多项式拟合的方法已经无法将其改正。依据SAR的几何成像模型,利用有关卫星轨道参数和数字高程模型,进行山区地形SAR影像的几何纠正研究。研究利用少量轨道参数和DEM数据,通过坐标变换和投影成像误差纠正建立正确的坐标位置,并采用邻近元采样法完成几何纠正。以上方法应用于山区ERS-1/SAR影像的处理试验结果表明,该方法能够用于山区复杂地形的几何纠正,其误差小于2个像元。     

分形布朗运动在水下地形模拟中的应用

由于水下地形的高程数据获取困难,如何运用少量的数据生成真实感强、精度高的地形模型是值得研究的问题。运用分形布朗运动（fBm）模型得到水下地形的分形特征参数,结合随机中点位移内插算法,通过Matlab编程实现了三维水下地形的模拟。以长江口深水航道为例,讨论了其运用fBm的可行性,模拟生成了三维航道地形,并与 ArcGIS自带的插值方法进行比较,采用等深线重构法对插值结果进行精度分析。比较结果显示,基于fBm模型模拟得到的地形具有丰富的地表细节,反映了地形的复杂性和不规则性,具有很好的可视化效果,同时能保证较好的精度。     

基于大地形管理的水下机器人视景仿真系统

研究水下机器人视景系统优化设计,针对水下机器人的航行环境具有不可接近性和未知性的特点,为创建水下海洋生物和可观世界环境,利用虚拟的计算机仿真环境作为水下机器人初期调试的“平台”具有十分重要的意义.建立了基于大地形管理的水下机器人视景仿真系统.有关大地模型建立、场景效果等,利用函数变量方法自定义机器人运动引擎,采用粒子系统仿真了机器人尾流流场和低噪音的实现.依托软件平台MultiGen Creator和Vega,利用Vega与Visual C++混合编程实现LADBM模块的大地形管理,进行仿真验证.仿真结果表明,视景仿真系统逼真地再现了水下机器人在大范围区域探测目标及自主航行的过程,有效地解决了水下机器人长距离自主航行视景仿真中的大地形管理问题.     

城市目标高分辨率SAR遥感监测技术研究进展

高空间分辨率SAR卫星为城市监测提供了宝贵数据源。在高分辨率SAR图像上,目标的多维特征得以体现,可以大大提高对城市目标的识别能力。但由于城市目标的复杂性、密集建筑物间电磁波的多次散射,以及SAR成像固有的几何畸变与噪声的影响,使得城市目标在高分辨率SAR图像上的特征更为复杂。围绕城市目标电磁散射特性与SAR成像机理、城市目标精细结构提取与三维重建等内容,介绍了国内外相关的研究进展,指出了该领域未来的研究方向。     

水下机器人高度信息融合与欠驱动地形跟踪控制

研究了配置高度计和多普勒速度计(DVL)的欠驱动水下机器人地形跟踪控制问题.采用Takagi-Sugeno推理方法对高度计和DVL两种传感器的高度信息进行融合,提高了高度信息感知能力.将地形跟踪分为速度控制和深度控制问题,分别使用S面控制方法设计速度控制器和反步法设计欠驱动深度控制器.最后,通过实际海洋实验对研究的方法进行了验证,实验结果表明该文提出的方法是有效的.     

多波束技术在淮河流域水下地形测量中的应用探析

针对水下地形测量在河湖管理、采砂监管、岸线利用及河道治理等方面起着十分重要的作用,有利于河道生态的持续稳定发展,将多波束技术应用在淮河流域水下地形测量中。通过对水下多波束、侧扫声呐等测量技术工作原理的研究和分析, 提出无人船水下多波束三维测量的应用模式。根据水域面积、深度及水中实际情况,合理划分测区,结合无人机的正射影像,利用多波束无人船测深系统进行水下扫描,再通过软件合成获得水下三维影像,直观地反映出河道区域地形地貌,与设计数据进行对比,得出是否符合设计文件的结论,并将多波束技术应用在淮河流域河段养护项目和疑似偷采、盗采情况的水下三维测绘。实际应用表明：多波束技术应用于水下地形测量,可获得精确的水下地形数据和水底地貌影像,解决水下地形地貌无法实景还原展示的难题,提高水下地形测量工作的效率与质量,为相关河道治理和采砂监管工作提供有价值的参考。     

国外遥感图像的地形归一化方法研究进展

在地球表面变量中,地形对遥感数据产生强烈影响,使得山区遥感数据的应用受到很大限制。从20世纪70年代后期开始,国外学就试图通过各种努力使这种影响归一化。目前,减少或消除地形影响的技术方法主要有：（1）光谱波段比值法,（2）朗伯体模型法,（3）非朗伯体模型法。本扼要阐述了这三种方法的技术思路及研究进展。     

OpenGL在水下地形动态显示中的应用

系统采用三维图形开发工具OpenGL开发。分析了三维地形曲面的构造方法,给出了采用开发可视化系统的方法。所实现的程序是在VC＋＋6.0平台基础上,基于DEM数据,利用OpenGL提供的相关功能函数,实现了真实感水下地形的动态显示。     

极化散射与SAR 遥感信息获取

合成孔径雷达(SAR ) 对地观测与成像技术是近20 年来空间微波遥感技术最重要的进展。JPL 的SIR-C SAR 与加拿大Radarsat SAR-2 等星载或机载SAR 的全极化散射测量提出了自然地表全极化散射信息获取与处理的关键性科学问题。充分理解自然地表极化散射特性, 进而发展自然地表特征信息的分类、识别和反演算法是SAR 遥感应用的关键问题。近年来, 对于极化SAR 遥感已有广泛的研究。自然地表全极化散射的数值建模与M ueller 矩阵模拟解、相干矩阵及其特征值分析、信息熵等都有了研究与应用。但是, 如何将SAR 图像相干矩阵特征值和信息熵的全极化散射测量与自然地表特征参数直接关联, 并由此发展地表的分类、识别与参数反演等信息获取与处理还有待于大量的研究。本文将论述我们在SAR 全极化散射理论与应用的若干研究进展。第一个问题是如何将SAR 图像相干矩阵特征值和信息熵与同极化、交叉极化后向散射系数的测量直接关联, 与M ueller 矩阵解一起研究地表的分类与识别。第二个问题是如何有全极化散射测量反演地面数字程(DEM )。第三个问题是如何利用多时相SAR 遥感识别、获取与评估地面特征时间上的变化。     

海岸线卫星遥感提取方法研究进展

海岸线是划分海洋与陆地管理区域的基准线。不同海岸地貌的海岸线划分依据各不相同,因此,它们在卫星图像上的解译标志与提取方法也存在差异。论述了利用遥感进行海岸线动态监测的优势与海岸线的基本特点及其分类,明确了在各个领域中对海岸线的不同定义,指出了不同类型海岸的遥感解译标志。详细论述了不同种类卫星图像中的海岸线成像机理,介绍了使用卫星遥感图像提取各类海岸线的算法及其发展过程,并对遥感图像中的海岸线提取算法的发展方向做出了分析。     

辽东湾海冰类型SAR响应分析

利用2005～2006年冬季辽东湾海冰双极化ENVISAT ASAR影像时间序列,分析了不同极化方式的ASAR影像对辽东湾海冰的探测能力,结果发现交叉极化图像由于其后向散射动态范围小,限制了其在辽东湾海冰分类中的应用。同时利用SAR图像,结合同步TM数据,开展辽东湾海域不同类型海冰的电磁特性响应分析研究,指出SAR能较好识别固定冰、平整冰和碎冰堆积区,但在探测初生冰时并不可靠,其探测结果与海冰生长阶段以及海冰周围环境条件有关,同时由于受分 辨率限制并不能识别莲叶冰等海冰类型。     

简述极化SAR定标处理技术研究进展

极化定标是极化SAR数据用于图像解译和定量参数反演的关键步骤。综述了国内外极化SAR定标技术及应用研究的主要成果,着重介绍极化SAR定标技术发展以来取得的多种关键算法进展,系统梳理包括点目标定标算法、分布目标定标算法、法拉第旋转校正算法等技术原理介绍、参数定义估计及技术脉略发展分析,并讨论各技术方法在机载及星载SAR系统定标领域取得的应用发展现状,同时逐步分解该技术领域目前面临的技术难点及算法发展。最后探讨分析极化SAR定标技术发展中的未来需求难点和继续需要解决的问题,为研究人员进一步推动极化SAR定标技术发展提供参考。     

极化SAR海面船只检测技术的研究进展

极化SAR技术是近年SAR领域的研究热点。首先介绍了不同极化方式对船只、海洋杂波以及船只尾迹在SAR图像上的成像影响,详细概括和总结了目前应用于海洋船只监测的各种极化SAR技术特点,最后分析了极化SAR海洋船只监测技术的应用前景。
     

基于海图信息的SAR影像海陆自动分割

海陆分割是对海洋SAR图像进行船舶检测的基本前提之一,传统的手动分割方法可以很精确,但操作繁琐,速度较慢,不适合于批量图像的处理,而海岸线检测算法抗噪能力较低,对于近海多岛屿地区检测效果较差。提出了一种基于海图信息的SAR影像海陆自动分割方法,该方法利用SAR图像的地理信息,有效地与基于地理先验信息的海洋区域矢量图层相叠加,将对SAR图像的海陆分割问题转换为对矢量图层中多边形矢量元素区域的判断,并使海陆分割问题实现了自动化。最后使用Radarsat-1数据和ALOS PALSAR数据对该方法进行了验证。实验表明,近似自动分割与手动分割效果非常接近,对船舶检测几乎没有影响,且运行速度较快,适于图像的实时处理。
     

海表面盐度卫星微波遥感研究进展

海表面盐度SSS(Sea Surface Salinity)是研究大洋环流和海洋对全球气候影响的重要参量、是决定海水基本性质的重要因素之一。卫星微波遥感可以满足盐度研究过程中大范围、连续观测的需要,国际上统一的认识是选择频率为1.413 GHz的L波段作为盐度遥感的首选波段。目前,国外发展的海面盐度微波遥感反演算法主要有两种:基于海表发射率估算海表盐度的算法和基于贝叶斯定理提出的反演算法。影响盐度反演精度的因素主要有太空辐射、电离层法拉第旋转、大气、海面粗糙度等。其中,海面粗糙度对盐度反演影响很大,海面粗糙度处理模型可以分为3大类:理论算法(间接发射率模型、直接发射率模型)、经验算法、半经验半理论算法(Hollinger 半经验模型、WISE半经验模型、Gabarró模型)。SMOS卫星和Aquarius/SAC\|D卫星的成功发射,将海表面盐度遥感的反演精度控制在0.2 psu以内,通过改进反演算法,有望得到更高的反演精度。     

干涉合成孔径雷达成像技术研究

用SIR-C/X-SAR的X波段的原始数据,实现了真实数据下星载双航过InSAR的数字高度 地图。首先给出了一种新的解释InSAR三维成像原理的数学描述。该描述对成像关系做了合理近 似,与以前的一些描述相比具有如下优点:①把相位差与地表高度在距离线上直接联系在一起,清 晰地反映出它们之间的关系;②指明了基线对高度测量的有效贡献在于其在斜距垂直方向的投影 这一重要概念;③可用于对测高精度与部分成像参数之间的关系做理论分析;④可用于求取相位差 值到地表高度值之间的转换系数;⑤基本反映了成像处理的实际过程;⑥可解释为何工程上可将相 位差与高度之间近似看成线性关系。然后,给出了一个完整的实现数字高度地图的数据处理过程, 并将整个过程分成9个环节,逐一对各环节的目的和作用做了扼要说明。最后,给出了包括单视 SAR成像、干涉相位条纹、水平相差修正和干涉条纹的降噪滤波在内的处理过程中关键步骤的结 果,和最终的三维地貌成像结果。     

卫星遥感信息应用研究

近几年来,随着海洋石油运输业与航运业的迅猛发展,频繁发生的溢油事故造成了严重的环境污染、破坏着海洋生态系统。利用卫星遥感手段监视海面溢油可以达到覆盖面积大、快捷真实、同步连续的效果。通过分析溢油信息在遥感图像上的成像原理、各种卫星影像成像特点、采用遥感图像上溢油信息识别技术,卫星遥感监视海面溢油方法在多个实际溢油事故中得以成功应用。     

中国用遥感方法进行干旱监测的研究进展

运用遥感技术进行干旱监测具有不可替代的优势，我国近年来在此领域做了不少的探索和研究。本文根据各种遥感干旱监测方法的特点，将其归纳为：基于土壤热惯量的方法，基于区域蒸散量计算的方法，基于植被指数和温度的方法以及基于土壤水分光谱特征的方法等五类，分别介绍了我国利用遥感技术进行干旱监测的主要方法及其进展。总结了遥感技术在干旱监测领域发挥的重要作用及其在实际运用中存在的问题。