星载SAR图像的稻田耕地系数实验研究

农田线性地物在SAR图像上的夸大表现,对基于SAR图像进行的农作物面积精确量算会产生一定的影响。本研究利用SAR图像提取了稻田沟渠、道路及田埂等线性地物,在实地和图像上分别进行了大量的测算,分析了图像上的夸大与相对方向角之间的关系,计算了线性地物半波亮度宽度的概率分布,以及稻田线性地物的耕地系数,为精确量算稻田面积提供了科学依据,并对进一步研究提出了建议。     

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。     

基于SIFT的多时相星载SAR图像特征点自动匹配

SAR图像配准是实现多时相图像监测的前提,但是由于SAR图像的斑点噪声、成像机理的特殊性,使得采用常规的特征匹配方法很难实现SAR图像的自动配准。本文在介绍旋转尺度不变特征(SIFT)提取特征点原理的基础上,利用SIFT方法对两个时相星载SAR图像存在不同的旋转角和分辨率存在差异进行了特征点提取和自动匹配试验,图像特征点自动匹配的有效率达到70%以上,结果表明提取SIFT特征点进行多时相SAR图像自动匹配是基本可行的。     

星载SAR模样机雷达图像的野外检测与分析

本文总结和测算了星载ＳＡＲ模样机雷达图像对各类地形目标的可判程度和分辨率;     

基于FFT的星载SAR复数图像压缩及其码率控制算法

分析了成像后的星载SAR复数图像压缩的必要性及复数图像特点, 对已有压缩算法做了简单分析。在此基础上, 提出一种基于FFT变换和加权量化的星载SAR复数图像压缩算法, 同时建立了适合SAR复数图像压缩的码率控制模型, 提出一种精确码率控制方法。实验结果表明, 以幅值PSNR和平均结构相似度以及平均相位误差为性能指标, 提出的SAR复数图像压缩算法优于现有压缩算法(JPEG2000、H.264等); 同时, 提出的码率控制算法能够实现精确码率控制。     

星载极化SAR数据模拟

介绍了自行开发的星载极化SAR数据计算机模拟系统，此系统采用的模拟方法遵循了星载极化SAR系统实际运行的情况，按发射脉冲时间序列，分别依次计算各发射脉冲相应的回波数据，与常用的以点目标为基础逐点模拟方法相比，计算效率高，现贴近实际系统，便于模拟各种误差的影响和保持其对所有目标回波影响的一致性和相关性。给出了星载极化SAR数据模拟的实例。     

基于小波分解的星载SAR图像纹理信息提取

论述利用小波变换提取合成孔径雷达（SAR）图像的多尺度纹理信息，借助Daubechies3正交小波，对图像进行小波分解，将小波变换各个频带输出的l1范数作为纹理特征值。选取徐州市区局部的Radarsat卫星SAR图像，提取出纹理图像，实验证明，该纹理提取方法能有效地提取出面目标的纹理信息。     

SAR图像特征和形成原因综述

本文从SAR图像判读的角度考虑，综述了SAR的工作特点、SAR图像的色调特征和几何特征及它们的形成原目。其中色调特征方面分析了SAR的系统参敷(波长、极化和天线俯角)和地面参数(目标表面有效粗糙度和复介电常数)对图像色调造成的影响，同时分析了图像斑点、虚假目标和其它异常现象对图像判读产生的不利影响．几何特征方面分析了图像比例尺变化、透视收缩、顶底位移、阴影和叠掩对目标影像造成的几何畸变特征和原因，其中对透视收缩的理论分析结论更具客观性。     

SAR成像原理与图像特征

作为InSAR系列讲座的第二篇，本文介绍InSAR的传感器——合成孔径雷达(SAR)的成像基本原理与其所获取的SAR图像特征。     

组合图像模拟和精配准的星载SAR图像正射校正

本文给出了一种采用DEM模拟出的影像和星载合成孔径雷达(SAR)精配准策略的正射校正方法。首先根据DEM数据采用距离-多普勒模型和经验公式模拟出SAR图像,然后分别采用Harris算子和互信息匹配的方法提取模拟图像和实际SAR图像上的同名特征点,并根据这些特征点构建的不规则三角网(TIN)实现模拟SAR图像和实际SAR图像的精确配准。最后将星载SAR图像通过实际图像和模拟图像的精确配准关系以及模拟图像和DEM数据之间的对应关系校正到DEM所在的地理坐标中,实现SAR图像的正射校正。     

提高无控制点星载SAR影像的定位精度研究

针对无控制点情况下星载SAR地面目标高精度定位问题,提出在整个成像条带中任选一景SAR影像,并基于全球DEM数据生成模拟的SAR影像,然后通过自动或半自动匹配方式寻找一个控制点,修正整个条带的轨道参数,从而消除了系统误差的影响,提高了整个SAR条带影像的定位精度。     

星载合成孔径雷达构像方程及其应用于轨道精化的研究

星载合成孔径雷达构像方程是地理编码、立体测量、影像定位等几何处理的基础。本文首先讨论了构像方程的参数选择,在充分考虑轨道物理模型及摄动力影响的基础上,提出了一套改进的轨道模型参数。从距离方程及多普勒方程出发,详细推导了包含轨道模型参数及成像处理参数的星载SAR构像方程。作为构像方程的一个具体应用,本文研究了星载SAR影像的轨道精化问题。将构像方程线性化,对每个地面控制点列出误差方程,可以用类似于航空影像的空间后方交会的方式精确求解轨道模型参数。试验中从1∶5万地形图上量取了5个地面控制点,对一景Radarsat SAR影像进行了轨道精化。比较发现,头文件提供的轨道与精化的轨道之间有约2km的位置差异,用精化的轨道数据得到了高精度的几何校正结果。它间接地表明了轨道精化算法的正确可行。     

缺少控制点的星载SAR遥感影像对地目标定位

从距离和多普勒方程出发,构建了无需地面控制点的直接对地目标定位模型,推导了缺少控制点时的精化轨道参数及成像几何参数等的数学模型。经过对北京某地区一景ENVISAT ASAR影像进行直接对地目标定位,获得了实地上±170.966 m(约±8.7像素)的平面精度;利用单个地面控制点对星载SAR影像的定向参数实施调整后,对地目标定位平面精度提高到±54.665 m(约±2.8像素),控制点数目增加到4个时,对地目标定位平面精度接近±2像素。结果显示,对困难地区采用星载SAR遥感影像对地目标定位具有很好的应用前景。     

基于影像模拟的SAR几何校正准自动方法

合成孔径雷达影像的几何校正是许多微波遥感应用中必须解决的问题，当无法获得准确的轨道数据时，这个问题变得非常困难。本文提出了利用合成孔径雷达模拟影像进行准确的几何校正的原理及方法，并以RADARSAT SAR影像进行了实验。该方法利用不准确的轨道数据及数字高程模型生成模拟的SAR影像，用影像匹配的方法自动获取模拟影像与真实影像之间同名点的坐标差值，而这个差值信息正好提供了对不准确轨道数据的控制。本方法无须地面控制点，并基本上可以自动进行，是解决目前SAR几何校正问题的有效方法。     

基于DEM的SAR图像模拟

针对SAR图像模拟方法进行了深入研究,提出了一种新的SAR图像模拟方法。该方法引入并改进信号模拟中经常使用的小面单元模型,并对SAR图像的阴影特征进行了分析;给出了一种高效判断阴影区域的算法。使用该方法对某一山地区域的DEM数据进行了SAR图像的模拟实验。实验结果表明:模拟的SAR图像和真实SAR图像纹理一致,很好地反映了起伏地区SAR图像的几何特征,取得了理想的效果。     

基于稀疏特征的SAR影像质量提高方法

针对合成孔径雷达(SAR)数据分布的尖峰性和重尾性,通过研究SAR影像强度的分布规律,提出了基于稀疏特征的SAR影像质量提高方法。首先对SAR影像的基础数据进行压缩分布处理和稀疏先验分布处理,得到质量较好的灰度影像;再利用基于模糊理论的SAR影像对比度增强算法增强了SAR影像的自适应对比度,大幅提升SAR影像的显示效果;最后利用实测数据验证了该方法的有效性。     

一种利用影像模拟制作SAR立体模型的方法

针对SAR数字立体测图,提出了一种SAR理想立体模型的构建方法。利用西部横断山脉地区的机载SAR影像制作立体模型,进行数字测图试验。试验证明模型具有良好的立体视觉效果,同时能够用于高精度三维坐标的实时量测和地形图要素采集。     

基于RD模型的SAR影像正射纠正研究

介绍了基于RD模型进行SAR影像正射纠正的基本原理,并将不同方案的试验结果进行定量分析.实验研究表明,利用RD模型进行SAR影像正射纠正是正确、有效的,利用稀少控制点便能获得高精度.不使用任何控制点和DEM,只利用卫星参数进行纠正,导致系统误差大,在实际生产中的应用不广泛.高程误差对平面位置误差影响较大,DEM的高程误差越小,DOM精度越高.参考DEM的高程误差是DOM产品精度的关键因素.