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2011成像雷达对地观测高级学术研讨会

2011成像雷达对地观测高级学术研讨会

  • 召开年：2011
  • 召开地：北京
  • 出版时间： 2011-04-21

主办单位：国际数字地球学会中国国家委员会;中科院

会议文集：2011成像雷达对地观测高级学术研讨会论文集

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  • 摘要：2010年4月4日，墨西哥Baja加利福尼亚地区遭受Mw 7．2级强震袭击。差分干涉合成孔径雷达(DInSAR)广泛应用在地表形变监测，具有大范围的覆盖量、厘米级精确度、全天候、全天时的特点。本文介绍了二轨DInSAR技术的原理，并使用ROI_PAC和GMTSAR软件对Baja震区的ALOS PALSAR 1．0级不同成像模式(FBD＼FBS)的数据进行了两组实验，同时比较了这两款软件在功能及处理流程中的异同。结果表明，两组实验在形变分布及形变量上基本一致，沿走滑断层方向的主破裂区域的相干性较差，干涉条纹存在一定的不连续性，集中了至少11个密集的干涉条纹，即在雷达视线方向至少有约130cm的形变量，与日本京都大学、美国斯克里普斯研究所发布的结果基本一致。事实证明，DInSAR技术在地震引起的大范围、高强度地表形变监测中具有可行性。
  • 摘要：由于利用遥感技术进行水资源研究具有周期短、视野广、信息丰富以及精度高等特点，国外已经广泛使用光学遥感影像进行较大尺度的水资源现状分析及其动态变化。国内也开始利用光学遥感影像进行水库库容复测、水文动态变化监测等工作。近几年随着TerraSAR，coSM0-SkyMed等高精度SAR卫星发射升空，微波遥感的应用领域也开始拓展到各个行业。相对于光学遥感卫星影像，SAR卫星影像具有全天时全天候的特点，能在多云、夜晚等条件下获取影像。本文利用2009年的一年内不同时期的10幅深圳市区的TerraSAR影像，以深圳水库为例，分析并验证利用SAR影像提取水域面积的可行性。利用时序分析方法，研究了水库面积随季节变化的。
  • 摘要：2009年4月发生在意大利中部拉奎拉地区的Mw6,3级地震造成了较严重的地表破坏，通过单一平台D-InSAR技术可以获取雷达视线方向同震形变，但并不能反映地表的三维形变情况。本文利用不同轨道、不同平台的D-InSAR数据，根据雷达的成像几何条件，利用视线方向结果解算了三维同震形变场。结果显示三维形变与地质调查的结果基本一致。最后，将得到的三维形变场数据与该地区17个GPS观测站的同震形变结果进行比较，发现东西方向差异的RMS最小，为3．2cm;竖直方向次之，为12．8cm;而南北方向最大为96．4cm。结果证明了该方法得到的三维地表同震形变场精度较高。
  • 摘要：西安地区长期存在着不可忽视的地面沉降和地裂缝灾害，给西安市政建设、经济发展带来巨大的障碍。本文通过对西安地区1992~1993年、1996~1997年、2005~2006年、2006~2007年四个时期的InSAR监测结果，利用GIS二次开发理论及技术，成功实现了一个变形分析系统．由此获得了西安市的地面沉降等值线图，沉降三维图，沉降体积，沉降面积等;并通过对这些数据的统计分析得出了西安地区地面沉降的时空变化规律，这将为西安地区地面沉降的机理反演和灾害防治提供决策依据。
  • 摘要：本文提出了一种ENVISAT ASAR双极化资料反演海面风矢量的新方法。首先，对ASAR资料进行预处理，消除不同入射角存在的增益差异;其次利用交叉极化资料建立了风速反演模型;再次合并交叉极化风速反演模式和垂直极化地球物理模式建立了海面风矢量反演算法;最后，给出了三个反演实例，证明了该方法反演海面风速和风向的可行性。本文也进一步指出，目前的反演模式只是一个反演方法的演示，还有许多需要进一步研究的问题。
  • 摘要：针对SAR图像与可见光影像的融合，提出了一种基于非下采样contourlet(NSCT)变换域的融合方法。首先对SAR图像去斑点噪声，然后对SAR图像和多光谱影像分别进行NSCT分解，得到低频系数和不同方向的高频系数;对低频系数采用标准融合方法，对高频系数采用基于区域方差的融合方法。通过对AirSAR图像和SPOT4多光谱影像进行NSCT变换融合实验并与采用同一融合规则的contourlet变换和离散小波变换以及采用标准融合方法的NSCT的融合结果比较，基于本文融合方法的NSCT融合结果在光谱信息保留和空间分辨率保持方面都取得了很好的效果。
  • 摘要：为了实现对地球进行长期，稳定，全面的观测，Antonio Moccia和Alfredo Renga提出了一种基于月基SAR对地观测方法，本文着重从其方法出发，利用已有的机载和星载对地观测资料和方法，总结国内外月基对地观测方法和研究现状，以及全新月基SAR对地观测的研究进展，并对月基SAR未来应用前景进行讨论。另外讨论月基SAR相对于月基光学对地观测在某些方面所具有的优势。
  • 摘要：本文通过分析地月关系，提出一个月基SAR的简单观测几何模型。在简单的观测几何中，地球和月球近似为圆形，假设地球角速度恒定，并且忽略月球天平动和章动影响。所有的计算将在四个坐标系中进行，分别是一个地心惯性坐标系和三个可通过旋转实现相互转换的月心惯性坐标系。文章分析了月基SAR可以达到的分辨率和重复观测情况。模拟计算的月基SAR的多普勒参数在最后给出，并进行了初步分析。
  • 摘要：近年来，星载SAR数据因其全天时全天候成像、穿云透雨的能力，越来越多地被用于提取地面信息。利用雷达图像立体摄影测量技术提取数字高程模型是星载SAR数据应用的一个重要方面。针对新型高分辨率雷达卫星TerraSAR-X／COSMO-Skymed立体像对，本文提出采用基于RPC的平差模型，并通过少量的地面控制点来拟合因传感器不稳定、平台星历数据不精确及测距误差引起的影像几何畸变，从达到精确定向目的。为验证RPC平差模型的适用性，本文通过在立体成像区域均匀布设人工角反射器点的方法验证其模型精度，并评估了其三维定向平差后的精度。实验结果表明RPC平差模型能很好地适用于TerraSAR-X／COSMO-Skymed立体数据，并可获得四点控制条件下，平面0．166米和高程0．241米的精度，说明利用RPC平差模型可以对高分SAR数据的立体定向达到很好的精度。
  • 摘要：城际高速铁路的安全运营对沿线地理环境和地质条件要求较为严苛，区域地面不均匀沉降会引起路基等构筑物产生变形沉降而产生风险。本课题以京津高速铁路沿线为研究区，以高分辨率TerraSAR-X影像为数据源，采用突破数据量限制的基于短基线多主影像差分干涉测量的高铁沿线地面沉降信息提取方法，以获取多方位、高精度的高铁沿线地面沉降监测信息，为保障高速铁路安全运营提供可靠的科学依据和可行的维护手段。
  • 摘要：随着SAR(synthetic aperture radar)传感器技术的迅猛发展，目前领先的机载SAR系统已经能够达到分米级的水平，星载系统也达到米级水平，SAR图像中的空间信息更加丰富，地物目标的散射特征更明显，其结构、形状、纹理和细节等信息也更加突出。但伴随着SAR图像分辨率的提高，影响SAR图像判读的诸多不利因素也日益明显。比如成像算法中的快速傅里叶变换(FFT)加窗造成的旁瓣干扰、SAR图像中的杂波干扰、斑点(speckle)噪声、谐振效应、随机噪声等都严重影响对图像的解译工作。对于旁瓣干扰在SAR成像算法中采用合适的窗可以加以抑制，但旁瓣抑制会导致主瓣展宽降低分辨率;对于谐振效应(图像中的强目标处的“十字”区域)可以进行邻近插值来减弱这种效应，但这种方法实现起来繁琐;杂波干扰、斑点噪声等可以选取适合滤波器进行滤波处理，但处理的效果不佳，图像的细节信息也被破坏。上述这些解决方案中没有哪一种能有效的克服上述的诸多问题。针对上述问题，本文使用capon的最小方差谱估计方法(MVM)、Amplitude and Phase Estimation(APES)和Modified Rank—deficientRobust capon Filter—bank(MRD-RCF)三种算法对高分辨率SAR图像进行处理，以克服SAR图像中的旁瓣干扰、杂波干扰、speckle效应和噪声，并对这三种算法性能进行了分析比较。Capon算法通过自适应地调整权值矢量使得输出功率最小化，可以使得有用信号无失真通过，同时将其他频率上的干扰及噪声加以抑制。APES和MRD-RCF算法则是对capon算法进行了改进，提高了capon算法的稳健性。在美国海军实验室仿真MIG-25飞机数据和中国电子科技集团公司第三十八研究所(合肥38所)1米条带X波段机载SAR图像上的实验结果表明，上述三种算法有效的提高了SAR图像质量，减弱了窗效应、杂波干扰、speckle噪声和噪声干扰。
  • 摘要：论文提出了一种改进的基于马尔科夫随机场的城区SAR图像分类算法，并结合面向对象的方法从城区高分辨率SAR图像提取建筑物区域。首先针对城区SAR图像的特点，采用Fisher分布描述其图像分布模型。然后在MRF的分类过程中，将多尺度引入似然能量项，并对邻域系统的基元增加与距离成反比的权重系数，增强多阶邻域对先验能量的影响，试验结果表明改进后的分类算法提高了分类正确率，减少了孤立像素，取得了较清晰平滑的分类结果。最后结合面向对象的方法，利用建筑物形状特征进行建筑物提取。实测高分辨率SAR图像的试验结果表明，本文方法可以有效地提取出高分辨率SAR图像上建筑物的叠掩和阴影区域。
  • 摘要：高分辨率SAR图像目标识别研究是当前SAR应用的热点和难点内容。矩特征是目标识别的常用特征，其中MSA(Multi-scale Self-ConvelutionAffine)不变矩特征在传统矩特征优点的基础上，还可有效的描述目标的仿射变化情况。针对一般情况下SAR目标获取成本高，样本集数量少的情况，本文利用ISAR飞机数据集，首先提取目标的llSA不变矩特征和轮廓特征，然后利用可有效的解决小样本学习问题的支撑向量机(SVM)方法进行分类和识别实验，实验结果证明该方法可达到9096以上的识别率。
  • 摘要：基于高频近似可以实现电大尺寸目标的SAP,图像模拟，本文在分析建筑物电磁散射特性的基础上，利用几何光学(GO)、物理光学(PO)相组合的方法实现了建筑物二次散射强度计算。为解决模型中粗糙度参数的估计问题，提出了顶底位移量与二次散射强度计算相结合的闭环建筑物高度反演新方法。最后，本文利用lO米分辨率RadarSat-2真实SAR影像中的3座建筑物进行了本文方法的高度反演验证，通过与实地建筑物高度测量结果进行比对，验证了本文方法的有效性和可行性。
  • 摘要：本文针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar， SAR)图像桥梁提取，提出一种基于恒虚警率(Constant False Alarm Rate，CFAR)和不确定性推理的桥梁检测与辨识方法。利用先验信息提取桥梁的感兴趣(Region of Interesting,ROI)区域，缩小桥梁在整个图像中的搜索范围;并在ROI区域中利用基于瑞利分布(Rayleigh)模型的CFAR检测算子对桥梁检测;针对SAR图像中桥梁成像的复杂性，利用面向对象和产生式规则相结合对桥梁及相关知识进行表达，并利用基于可性度理论的知识不确定性推理对桥梁进行辩识。实验表明，该方法在桥梁提取，特别是辩识过程具有良好的效果。
  • 摘要：随着新型成像雷达技术的蓬勃发展，SAR遥感获取的目标信息越来越多。如何有效地实现SAR图像的信息提取和解译，是当前亟待解决的关键问题，同时也是实现定量化雷达遥感迫切需要研究的课题之一。合成孔径雷达(SAR)在复杂环境下可以获得监视区域的高分辨率雷达图像，在战场侦察、民用搜救和地形测绘等方法具有重要的价值。在SAR图像中，人造目标大都具有强散射特性及固定形状，对其进行准确检测，在军事方面和民用方面都有很大的应用价值，可以提高SAR对目标的监视、识别、定位和描述能力等。
  • 摘要：监测冰川运动速度对于研究冰川物质平衡有重要意义。本文利用两景PALSAR影像，通过偏移量跟踪技术获取了天山托木尔峰地区冰川的二维平面运动速度。在土格别里齐冰川和穹库孜娃依冰川的源头处检测到了因陡坡引起的冰川高速运动，速度达到150cm／day。规模最大的南伊内里切克冰川流动速度要明显高于其他冰川，其冰舌大部分日平均速度为30~50cm／day;托木尔冰川次之，大约为20~40cm／day;土格别里齐冰川、穹特连冰川、穹库孜娃依冰川、科其喀尔巴西冰川的流速在同一个水平上，虽然高速区一度达到60cm／day，但冰舌大部分流速在10~30cm／day;北伊内里切克冰川、C冰川、乌库尔冰川、克齐克铁列克苏冰川流速则只有10~20cm／day。这个结果与资料记载的托木尔峰区冰川概略运动速度高度吻合。
  • 摘要：通过理论推导和仿真详细分析了方位向地形坡度和距离向地形坡度分别引起的极化方位角偏移和局部入射角变化对P01．InSAR森林高度反演的影响。首先基于地形坡度与极化方位角偏移关系，通过数据仿真方法分析了极化方位角偏移对森林高度影响，给出了森林高度反演误差与地形坡度的关系，同时分析发现最优相干性不受极化方位角偏移影响。接着基于地形坡度与局部入射角关系，分析了距离向坡度对森林高度反演影响，并基于。PolSARproSIM仿真数据进行了定量分析，分析结果可为地形坡度影响补偿方法的提出以及森林高度反演技术的进一步发展提供支持。
  • 摘要：合成孔径雷达极化干涉(Polarimetric Interferometric SAR，POLINSAR)已经成功地应用于森林高度的提取及地形测绘研究中．叶面积指数(Leaf AreaIndex，LAI)是估算森林生物量的重要参数之一，目前遥感技术反演叶面积指数主要是基于光学数据。对于较密的森林，光学数据主要是森林冠层的表层反射信息，提取LAI的一个主要局限就是容易达到饱和。微波由于相对较长的波长，具有一定的穿透能力甚至可以到达地面获得地表的后向散射信息，因此是研究森林体结构的一个较理想的工具。本文建立了叶面积指数和树高与POI．,INSAR反演参数之间的线性关系。最后选择北京天坛地区作为研究区，分析了SPOT-5反演的LAI结果与RADARSAT-2的极化干涉结果参数的关系，显示了初步的研究结果。
  • 摘要：本文利用19景ENVISAT ASAR降轨影像生成了71幅垂直基线小于300m、时间间隔小于3年的解缠差分干涉图，并基于小基线集技术(SBAS)和地下水水位数据估计了该区域2003年9月-2009年8月的地表时序形变及含水层贮水系数等物理参数。研究结果表明：(1)在InSAR干涉图中可以清楚的识别多处沉降明显的区域。(2)InSAR时间序列形交与含水层地下水位的变化基本一致，并基于相关理论计算出了含水层的弹性贮水系数和非弹性贮水系数，分析了含水层的形变机理。
  • 摘要：冰川探测雷达是南极冰盖厚度探测最重要的技术手段之一。完成了一套VHF波段冰川探测雷达系统，该系统采用了脉冲压缩和相干积分技术，可工作于机载或地面模式。采用直接数字生成技术(DDS)实现波形的生成。接收机采用高低增益两个通道，提高了接收机的动态范围．为了降低采样频率，采用了直接中频采样技术。雷达系统在我国第26次南极科学考察中，在中山站附近进行了实验，并取得了满意结果。
  • 摘要：青藏铁路格尔木至拉萨段，穿越大片连续多年冻土区，长度约550km。多年冻土区道路工程在施工后都有可能产生次生冻土灾害。针对青藏铁路多年冻土路基工程的特殊性，研制出可适用于青藏铁路冻土路基状态探测的专用地质雷达系统。根据冻土与融土、季节冻土与多年冻土的物性参数，进行探地雷达的数值模拟试验，研究地质雷达在不同处理措施路堤段探测冻土融化深度线的效果数值模拟试验的结果表明：雷达能很好的探测到冻融界面。在冻融突变界面，雷达图像表现出非连续性，雷达能很好的分辨路基的不同层位。在冻土地质雷达采集系统及数据处理分析解释系统研究的基础上，针对青藏铁路不同的路基特点，对顷填片石路基、碎石护坡路基、高填方路基等进行了应用研究，结果表明：专用地质雷达系统对青藏铁路路基冻土病害探测有较好的效果。
  • 摘要：高分辨率SAR和Tandem观测模式能够极大地提高星载InSAR的干涉成像质量和重建DEM的可靠性。德国的TerraSAR-X和意大利的COSMO-SkyMed是具有高分辨率和Tandem观测模式这两个特点的对地观测系统，它们在雷达干涉测量领域有着很大的研究和应用价值。本文简要探讨了TerraSAR-X和COSMO-SkyMed的系统特点，分析了高分辨率SAR和Tandem观测模式与相干性之间的关系：1)传感器带宽远高于上一代SAR卫星(ASARJALOS等)，提高了成像分辨率，且很大程度上降低了几何去相干;2)Tandem观测模式可实现干涉像对的同步观测，基本上消除了时间去相干和大气信号的影响，提高了干涉测量的精度。rn 本文分别用TerraSAR-X影像和COSMO-SkyMed影像进行了InSAR提取DEM的实验，生成了祁连山区10m分辨率的DEM。由于实验数据是非Tandem模式下获取的数据，存在大气信号的干扰.因此我们借助参考DEM和DInSAR来提取大气引起的干涉测量偏差。本文提出在假设没有地面形变的情况下，通过相位与高程的相关回归分析和基于空间统计的Kriging插值，分别估计大气相位中地形相关和地形无关的部分，对干涉相位进行补偿，去除大气引入的测量偏差;同时在低分辨率参考DEM的辅助下，定标InSAR获取的高程，实现了无控制点的地形测量.我们用1:50000DEM对生成的DEM进行验证，结果表明实验取得了较高的精度．
  • 摘要：本文结合时序InSAR技术的发展，重点研究SAR数据在地表沉降和滑坡监测中的应用。随着地下水开采以及大型建筑物的密集建造，城市地表沉降问题日益突出。实验选用覆盖上海实验区的24景中等分辨率Envisat ASAR影像，提取了上海市沉降分布图。其沉降结果由水准数据验证，达到毫米级精度，充分显示了该方法的有效性和可靠性。针对三峡库区大气效应对差分干涉的影响，应用高分辨率TerraSAR-X进行滑坡体的缓慢形变监测，结果表明滑坡体形变大小和三峡水库的水位变化有一定的关系，可以为滑坡预警提供重要依据。
  • 摘要：考虑到大气水汽延迟与地形高的密切关系，本文参考Onn改进的高程与水汽关系函数模型，提出了一种考虑高程信息的MERIS水汽插值方法，并对同步获取的ASAR干涉图中大气效应进行改正。采用南加州地区的4对干涉图进行了大气改正实验，结果显示，经过本文提出的考虑高程信息的~ERIS插值方法改正后，显著地削弱大气对干涉图的影响，成功地探测出了美国洛杉矶地区真实的地表形变信号。统计结果显示，本文方法改正后InSAR与GPS差异的RMS降低了46．7％，而未考虑高程信息的MERIS水汽数据改正后InSAR与GPS差异的RMS分别为41．7％。对比这两个结果可知，考虑高程的MERIS水汽数据更有利于改正干涉图中与高程相关的大气流体静力延迟差。对于地形起伏更大的区域，该方法将能够更准确反映并改正干涉图的大气影响。
  • 摘要：矿区地面沉降已经严重影响了矿区环境与经济的可持续发展，利用D-InSAR技术可以有效地监测矿区地面沉降。在矿区地面沉降模拟方程的基础上，结合雷达数据的相关参数来分析不同波长、不同分辨率和不同沉降形态条件下D-InSAR的误差分布情况， 并结合覆盖矿山沉降区的RADARSAT2和ALOS数据进行分析。结果表明，尽管模拟的结果显示提高雷达数据分辨率和减小雷达的波长有利于准确地获取矿区地面沉降信息，但是D-InSAR受到众多的去相干因素影响而导致较大的误差。因此在进行矿区地面沉降监测时，必须综合考虑雷达数据的波长、分辨率，所监测沉降漏斗所处的环境以及其形态等多个因素来选择合适的雷达数据。
  • 摘要：本文介绍了永久散射体干涉测量技术监测地面沉降的原理方法及研究现状，并在此基础上分析该技术的发展趋势，认为高精度的城市地表形变监测，以及与极化SAR相结合的研究方法是今后的发展方向。
  • 摘要：基于区域统计信息的活动轮廓模型是一类基于变分法和偏微分方程的隐式活动轮廓图像分割模型。由于乘性噪声的影像，传统的统计活动轮廓模型不适于合成孔径雷达(SAR)图像的分割。本文依据基于Chan-Vese演化模型以及SAR图像的边缘检测算子，提出了一种基于极化SAR复Wishart分布的水平集分割方法。该模型利用经典的Touzi边缘检测算子对SAR图像进行边缘定位，之后利用基于散射相干矩阵的Wishart测距方法度量分割后图像的统计误差。同时，引入水平集惩罚函数项，以减少水平集函数重新初始化的开销，确保水平集逼近符号距离函数。L波段UAVSAR墨西哥湾漏油数据以及C波段Radarsat-2中国阎良区实测数据验证了此方法的有效性以及可靠性，此方法具有对边缘定位准确的特点。
  • 摘要：地球同步轨道(Geosynchronous Orbit，GEO)合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)卫星重访周期短，覆盖范围广，具备低轨SAR卫星无法比拟的优势。本文分析了GEO SAR的星下点轨迹、方位分辨率和多普勒历程。其多普勒历程具有复杂的快速空变特点，必须用高阶信号予以描述，提出了一种适用于GEO SAR高分辨率成像的后向投影(Back projeaion，BP)算法。仿真计算结果表明该算法可以实现大场景范围内方位分辨率优于2米的高精度成像。
  • 摘要：雷达(SAR)遥感影像属于斜距投影成像。在地形起伏区，SAR影像上会出现透视收缩、项底位移以及雷达阴影等影像几何失真现象。为了更好的利用雷达影像，必须对此进行几何校正。由于SAR影像对地形起伏相对光学影像更为敏感，简单的多项式纠正方法不能满足SAR图像几何纠正的要求。本文基于SAR成像几何模型，分析了雷达图像的几何变形特性及出现图像失真的多种原因，总结了目前已发展的一些SAR图像几何处理方法，特别是针对干涉合成孔径雷达图像的几何处理方法进行了分析。
  • 摘要：SAR影像采用主动式成像，具有全天时全天候的特点，在应急响应和特殊区域测图具有不可忽视的作用。但由于SAR影像天生的斑点噪声和迭掩、阴影和透视收缩等畸变，使得利用立体SAR提取DEM尤为困难。在利用立体像对生成DEM时，一般会生成核线影像以辅助立体观测，并为匹配时添加约束条件，提高匹配的可靠性和速度。本文针对立体SAR数据，基于RPC模型，提出了核线影像的生成方法。为更好地利用核线影像，提出了利用RPc模型替代核线几何和原始影像的RVC模型，为核线影像生成了相应的RPC。通过TerraSAR-X数据验证，有效地验证了本文方法的可行性。
  • 摘要：目前，双层随机体散射+地表散射模型(Random Volume ofGround，RVOG)，在极化干涉合成孔径雷达(POUNSAR)植被下信息提取中有广泛应用。作为线性反演模型的代表，RVOG模型预测：不同极化状态对应的相干系数在复平面上可以连接为一理想直线。然而，大量的应用研究发现：这些相干系数在复平面上表现为特定条件下近似椭圆的有限区域，并非理想直线。针对线性模型与实际应用的矛盾，本文考虑了RVOG模型误差，将模型分解的残留矩阵作为影响相干区域形状的条件因子，建立相干区域几何形状与植被参数的相互关系;同时，通过误差矩阵的估计将扩散后的相干区域恢复为线性模型，从而完成最优线性模型参数的估计以及高精度植被下DEM反演。最后，本文利用模拟软件PROSARPROSIM产生的L波段模拟数据进行了实验;也对ESAR系统L波段机载极化干涉数据，在德国DLR附近Oberpfaffenhofen地区进行了实验验证。实验结果表明，考虑残留误差的极化干涉模型，有效的预测了RVOG线性模型的区域扩散过程，可以有效的应用于模拟数据和真实机载数据，进行植被下DEM求解。
  • 摘要：本文基于一种改进后的体散射模型，在三分量分解的基础上，提出了一种多极化SAR非监督分类算法。新的体散射模型反映了体散射完全随机性的特点，可在一定程度上解决体散射过估计和表面散射与偶次散射的估计出现负值的问题;同时算法强调了去方位向对分类效果的影响，使用圆极化方法估计图像的方位角并进行方位角补偿，使具有不同方位角的相同目标得到相同的散射矩阵。新体散射模型的使用和去方位向处理提高了初始分类的准确度，进而提高了分类效果。最后，本文使用AIRSAR系统于1992年在SanFranciSCO地区获取的L波段全极化数据进行实验，结果表明该方法提高了极化SAR影像的分类精度。
  • 摘要：本文通过对多幅时序SAR影像上保持高相干性的永久散射体(PS)进行相位分析，实现了对矿区沉降的监测，并发展了一种空间维解缠新方法，该方法通过在研究区域内安装人工角反射器(CR)，将CR点上计算所得的形变参数分量分别作为整个网络的约束，进而通过空间约束平差以实现空间维解缠，首次实现了CR点数据与永久散射体雷达差分干涉测量(PSInSAR)方法的融合。实验选取了河南境内白沙水库附近的煤矿密集区为主要研究区域，采用周期函数模型对矿区线性及非线性形变分量进行模拟，成功反演了研究区域在2007年2月～2010年2月间的时间序列沉降场，并采用研究区域内的水准实测数据作为外部验证数据，结果表明;白沙水库周围区域存在着较为明显的沉降，在煤矿分布区域内累积最大沉降量超过了10cm。沉降区域内以线性沉降趋势为主，非线性沉降较为缓慢，仅在水库的西南方向较为明显。应用已有的水准点实测形变值对实验结果进行验证分析，结果表明该方法精度可达约±1．7m。
  • 摘要：InSAR干涉图条纹的密度反映地形的起伏变化。在频率域，条纹密度通过局部频率表现出来。本文研究了干涉条纹图频率估计方法，提出了基于频率估计的干涉图重构；并将干涉相位看成由反映地形大致轮廓的相位￠T和反映地形局部细节的相位￠d两部分组成。首先对含噪声干涉图通过频率估计和条纹图重构获得￠r，并将其从原始干涉图中去除，然后对剩余部分采用改进SUSAN算法进行滤波处理，并将处理结果加回到￠T，从而实现干涉图滤波。本文对不同的多视处理的模拟和真实InSAR干涉图开展了大量实验，实验结果表明，与经典的Goldstein滤波相比，基于条纹频率估计和条纹重构的干涉图去噪方法，不仅能较好的抑制干涉图噪声，而且能较好的保留干涉图的边缘信息；在相位奇异点方面，本文滤波方法的奇异点减少率最高达99．98%,这更有利于后续相位解缠，对于生成高精度的DEW和地表形变图具有重要意义。
  • 摘要：对露天矿边坡实时、精确测量可以为边坡治理和预警提供可靠的信息，直接关系到露天矿的经济效益和生产的连续性。本文提出采用地基合成孔径雷达干涉测量技术(GB_InSAR)监测露天矿边坡，和常规测量方式相比，该技术具有高的空间分辨率和测量精度，实现与地形无关的差分干涉技术，能够获得多时相形变图和形变速度图，反映边坡的整体位移趋势，为露天矿边坡的运动历程分析提供了可靠的信息，并通过实验验证了GB_InSAR技术监测边坡的可靠性。
  • 摘要：PSI(Persistent Scatterer Interferometry)是传统DInSAR方法的延伸，它是通过选择在时间序列上保持高相干的像素目标，研究其相位组成来获取地表形变信息的空间对地观测技术。由于它很好地克服了传统DInSAR方法在监测长时间地表缓慢形变过程中所面临的时间．空间去相干及大气相位等因素的影响，而迅速成为InSAR领域研究的热点。本文以PSI方法中较具代表性的相干目标DInSAR方法为研究内容，通过分析浙江台州至温州的沿海区域2007．6．11-2009．9．16时间段的PALSAR数据，获得了该区域的年平均线性地面沉降速率，并对结果进行了分析。
  • 摘要：地面沉降已成为影响我国城市可持续发展的因素之一，如何有效监测和控制地面沉降也就成为重要研究课题。本文介绍了StaMPS算法及其技术流程，并以深圳市为研究区域，采用StamPS算法，利用覆盖深圳地区的20幅Envisat ASAR图像进行永久散射体干涉处理，通过在时间序列PS点上求解出干涉相位中各组份的分量，最终获得2008年1月到2010年7月间深圳地区的地面形变信息，表明PS-InSAR技术用于监测城市地表形变的巨大潜力和优势。并结合深圳市发展状况对形变原因进行了初步分析。
  • 摘要：新一代高分辨率雷达卫星(TerraSAR-X、Cosmo-SkyMed)的发射运行，使得用高分辨率SAR数据监测大型人工地物成为可能。得益于其高分辨率特点，用新一代高分辨率SAR数据提取的PS点密度高，对位移灵敏度高，可以监测出微小的形变，甚至每个单体建筑不同部位的形变都可以监测出来。本文在上海地区选取了4个有一定形变的典型区域作为实验区，采用高分辨率TerraSAR-X数据监测大型人工地物的形变，并利用时间序分析手段对结果进行了初步分析及论证.研究结果表明，高分辨率SAR数据应用于城市大型人工地物形变监测具有广阔的发展前景.
  • 摘要：通过分析长波长的星载线性全极化干涉SAR(Pol-InSAR)的法拉第旋转效应，研究其对线性全极化干涉SAR系统的影响。由于法拉第效应，极化数据中每个极化通道接收到的数据会被来自其他极化通道的数据“污染”，这将减弱同一极化通道的两幅SAR单视复图像之间的相关性。基于全极化真实数据的计算机仿真结果揭示了法拉第旋转效应对于干涉图像的巨大影响，尤其是对于长波长星载Pol-InSAR系统性能的影响。
  • 摘要：地下水的过度开采造成了北京市地下水位漏斗快速扩大，地区地表的沉降也越来越严重，因而迫切需要对北京市区进行形变监测研究。由于受时空去相干及大气延迟等因素的影响，传统InSAR精度和普适性受到很大的限制。近几年发展的永久散射体技术(PS)与小基线集(SBAS)InSAR技术引进了时间维，分析长时间内保持稳定的像元及相位变化，能够获得毫米级的地表形变测量精度。本文首先阐述了PS-InSAR与SBAS-InSAR的方法与原理，然后以北京地区为例，处理了2004-2010年的31幅ENVISAT ASAR图像，将两种技术获得的结果作了对比分析，确定了主要沉降区及该地区的形变趋势。分析结果表明，PS与SBASInSAR获得的结果具有很高的一致性;些微的差异主要表现为SBAS InSAR的PS点形变时间序列在空间上相对更加连续。两种技术所取得的结果与北京市地面沉降监测网站预警预报系统工程的监测结果基本吻合，证明PS与SBAS结果都是可靠的。
  • 摘要：针对高分辨率机载SAR成像，提出了一种基于运动补偿的机载SAR高分辨率实时成像算法。通过对RD、CS、波数域等成像算法的特点、成像流程的分析比较和仿真验证，本文选择RD算法作为高分辨率实时成像算法基础。精确的运动补偿是高分辨率机载SAR成像的关键。本文讨论运动误差方位向的频率特性，结合RD算法，提出一种运动误差补偿方法，并给出该方法的公式和算法流程。通过实际机载SAR海面数据仿真试验，验证了该方法的有效性。
  • 摘要：本文基于Terrain Observation by Progressive Scans(TOPS)的工作特点，总结出其系统参数与系统性能之间的约束关系，用具体设计案例来介绍系统参数设计过程，进而得到TOPSAR的系统参数设计流程图。另外，本文从天线主瓣增益角度对TOPSAR的残余扇贝效应(residualscalloping)效应进行了分析。
  • 摘要：某机载式毫米波行波管发射机，峰值输出功率800W，脉冲宽度100us，最大工作占空比10％，工作电压为22KV，本文叙述了该发射机的设计方法和工作特点，详细介绍了小型化高压电源模块、小型化单板调制器的设计、打火保护电路以及热设计等。
  • 摘要：极化干涉合成孔径雷达(POLinSAR)是极化SAR和干涉SAR的有机结合，对散射目标的垂直结构分布比较敏感，是进行地形测绘、冰川厚度、森林高度反演等的重要遥感手段。极化定标是极化干涉数据能够运用的重要前提，因此本文着重研究极化数据的通道不平衡定标对极化干涉性能和森林高度估计的影响。文章首先介绍通道不平衡是怎样影响干涉性能的，之后讨论通道不平衡对森林高度影响。基于欧空局POLSARpro软件生成的模拟数据进行实验。实验结果表明，通道不平衡因子等效于对散射机制进行了幅度和相位的扭曲，降低了极化数据的相干性、使相干系数的方差变大，而且导致可见直线太长，地面相位估计误差大，进而导致高估树高;如果选择合适的极化通道则能够有效减少森林高估。
  • 摘要：星载合成孔径雷达(SAR)影像的精确几何校正是雷达遥感领域中的一项基础性研究课题，对于雷达遥感的深入推广应用具有重要意义。针对经典的基于距离．多普勒模型的几何校正方法计算效率低下的问题，研究了利用具有通用形式的有理函数(RPC)模型来替代距离．多普勒模型用于星载SAR影像几何校正，提出了一种岭估计与谱修正迭代相结合的RPC模型参数解算方法。实验结果证明，采用该方法建立得到的RPC模型既可以确保校正结果的高精度，也能够获得相对于经典方法高得多的计算效率，同时通过对比分析实验确认了高程分层数对于解算结果精度具有的显著影响。
  • 摘要：长波长星载极化SAR信号在穿过电离层时会受到法拉第旋转的影响，这对P波段极化SAR系统而言尤其严重。本文基于极化雷达定标器及全球卫星导航系统提供的电离层电子含量，提出一种新的星载P波段森林生物量观测简缩极化SAR定标处理算法，可以精确地校正P波段星载极化SAR‘系统法拉第旋转效应及通道不平衡度和通道交叉串扰等系统误差。理论推导给出了法拉第旋转角及系统误差的解析解，仿真分析同时考虑了定标器误差及系统噪声，验证说明了算法的正确性及可行性。
  • 摘要：极化干涉SAR滤波是极化干涉SAR应用的重要环节，本文将Lee-Sigma滤波方法引入到极化干涉SAR，并结合广义Gamma模型对滤波方法提出了改进;还针对相位误差，增加了单独相位滤波。最后，通过对比实验和统计分析，证实了此方法在去除噪声，保留边缘，保留极化信息和相位信息方面的有效性。
  • 摘要：本文简要分析了SAR图像仿真的基本方法与原理，在此基础上给出了一个针对典型地形SAR图像仿真的方案：首先生成典型地形模型，然后结合小面单元模型，生成典型地形的后向散射系数图，在此基础上，利用雷达回波信号模型，进行典型地形SAR回波信号的仿真，最后利用SAR成像算法，对得出的典型地形的SAR回波信号进行成像，从而生成仿真的SAR图像。
  • 摘要：本文针对星载SAR成像算法复杂、数据运算量大和系统实现难等特点，结合当前采用集群、DSP和FPGA等技术实现几种系统结构，以及分析了近年推出针对科学计算的GPU和CUBA编程模型性能的基础上，提出一种基于CUBA技术的SAK实时成像处理技术。rn 本文对传统的KD算法进行了分析，结合GPU的硬件特性，对算法的处理步骤进行了重新设计，并做了适应GPU硬件特性的等效算法处理流程的证明。基于GPU资源与特性，对各个功能模块的优化处理，共享内存与全局显存合理化分配，以及系统结构设计等方面进行了深入研究与系统实现。rn 本文基于一台服务器和Tesla的GPU科学计算卡，以及开发研制CUDA的SAR成像处理程序、管理程序，构建一套SAR实时成像实验平台。根据研究目标要求，对Radarsat-1卫星Standard模式数据进行了实时成像处理试验。结果表明，对于一副8192*4096点图像，在运算精度为单精度float的情况下，完成雷达回波数据成像处理时间为0．2秒，相当Radarsat-1下行码速率(105Mbps)的10倍以上，满足Radarsat-1卫星的实时数据处理要求．本文将这个平台和目前主流的处理器进行了比较，其成像处理速度相当单台四核心CPU(酷睿i7配置)服务器的25倍左右。
  • 摘要：针对星载FOPSAR模式方位向波束指向步进控制及姿态控制的要求，分析了星载TOPSAR模式波束指向控制及姿态抖动对方位向信号的调制规律，建立了星载FOPSAR模式方位向波束指向步进控制及姿态抖动的数学模型。在此基础上，利用成对回波理论推导了方位向成对回波的幅度和位置的表达公式，定量描述了波束指向步进控制及姿态抖动与成对回波幅度和位置之问的联系，为星载TOPSAR卫星的总体分析和设计提供了理论依据。最后，通过计算机仿真验证了理论分析结果的正确性。
  • 摘要：前视SAR是一种新型的sAR成像系统，指的是平台的运动方向与距离向一致，而与方位向垂直的一种新型的SAR成像系统。由于波束前视且分辨率高，可以提前发现目标，因此前视SAR的研究具有重要工程实践意义。本文从前视SAR的空间几何结构和距离模型出发，基于正侧视SAR的距离-多普勒算法，推导并给出了适用于机载前视SAR的R-D成像算法回波模型、成像处理的实现步骤。最后利用该算法进行了成像仿真，并分析了成像效果，成像质量指标与理论值比较接近，仿真结果表明了该算法的有效性。
  • 摘要：湿地生态系统是人类赖以生存和持续发展的重要支撑系统，湿地已成为全球最具生产力的三大系统之一和世界七大土地覆盖类型之一。鄱阳湖面积约3000km2，是我国面积最大的淡水湖。鄱阳湖湿地已被列入国际重要湿地名录，其生态系统对我国的环境变化有着相当重要的影响。鄱阳湖湿地及周边地区有着典型的湿地景观，湿地地区覆盖着大面积的湿生植被，对鄱阳湖湿地的研究能够使我们充分理解湿地生态系统对环境的影响及它们之间的相互作用。本文利用2010年3月25日的RADARSAT-Ⅱ全极化数据及2010年3月21日-2010年3月31日准同步的野外实地采样，对地物的散射特性进行了详尽的分析，并在散射特性分析的基础上，利用极化目标分解方法对整个鄱阳湖湿地地区进行了分类研究。分类结果与野外实验的实地采样结果进行了对比分析，表明全极化数据在湿地地物分类应用方面具有较强的应用潜力。
  • 摘要：合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)在对地观测中的应用日益重要，SAR成像机理的特殊性使得SAR图像解译工作相当困难。本文引入了一个SAR图像解译的新途径：SAR图像"二次成像”，并在其框架下提出了一个针对全极化SAR图像土地覆盖分类应用问题的新方案：“SAR分类本征特征二次成像”。该方案首先对原始全极化SAR图像从极化数据变换和极化目标分解两方面进行信息提取，并用这些信息构建高维的“原始观测空间”;然后采用流形学习方法中的拉普拉斯特征映射技术对这一“原始观测空间”进行非线性维数约减，获得低维的“分类本征特征”；最后采用R6B空间颜色模型对“分类本征特征”进行信息可视化，得到SAR“信息图像"用于目视判读。实验证明，用“分类本征特征”重构的SAR“信息图像”比原始全极化SAR图像以及各种原始信息构成的“信息图像”更利于地物覆盖分类应用中的目视判读.
  • 摘要：目前获取极化SAR目标的特征信息，有统计分布特征和极化目标分解特征，这些特征信息包含目标散射的极化特性、能量及相位特性。分析挖掘特征信息与地物目标之间的关联，对于地物分类和识别具有重要意义。形式概念分析作为一种重要的数据挖掘和规则提取工具，通过构建概念格，并在概念格基础上快速准确地挖掘出极化SAR数据中隐含的关联规则。实验表明，采用形式概念分析提取的分类规则能够分类识别出不同地物目标，为研究极化散射特性之间的联系、区分混合散射机制地物开辟了一条新的思路。
  • 摘要：合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)技术在地表形变监测方面已得到广泛应用；文章介绍了将差分InSAR技术运用于矿区地表沉降监测，获得了河北峰峰煤矿地表ENVISAT／ASAR和ALOS／PALSAR的雷达形变干涉相位图，并对ENVISAT C波段和ALOS L波段的形变干涉相位图进行了相干特性和相位特性的分析。实验结果通过综合考虑C波段和L波段的优势与不足，将两者联合使用，表明了利用多模式雷达数据对矿区地表沉降进行检测的可行性．同时，通过对雷达干涉相位图的分析，能够及时提供正在进行地下开采活动的矿区地理位置。
  • 摘要：本文利用10景PALSAR影像，采用小基线DInSAR技术对天津塘沽地区2007．10-2009.10的地面沉降状况进行反演。在差分干涉处理中，按照小基线原则进行干涉对组合，并利用埃尔米特等距插值对PALSAR轨道数据进行内插处理，提高了平地相位的计算精度，利用相位稳定性分析法选择出高相干点，通过对这些高相干点进行误差项分离，最终提取出形变信息。研究结果与已有文献记录保持了较好的一致性，验证了小基线DInSAR技术的可靠性与可行性。
  • 摘要：京津城际高速铁路连接北京、天津两大直辖市，于2005年7月4日开工建设，2008年8月1日北京奥运会之前投入运营，是我国第一条最快时速达350公里的高速铁路。本文发展了多时相干涉sAR技术，基于此技术，利用天津2009年3月～2010年1月期间的27景3m分辨率的TerraSAR-X影像，高精度地监测京津高铁武清段和北辰段运营后的路基形变，分析形变的时空分布特征，为京津高铁管理部门提供可靠的数据支持，保障高铁的安全运行。
  • 摘要：短基线集DInSAR方法，可应用于低分辨率、大尺度的形变的监测中，可以克服数据相干性差的困难。本文在分析短基线集方法的基础上，对大气相位和轨道误差相位的影响进行处理得到较为精确的形变相位。采用天津实验区从2007年5月4日至2010年2月12日的20景ENVISM’单视幅图像提取的地面相对沉降信息，将DInSAR与水准测量数据进行融合得到外部精度为7．3 mm的沉降结果，同时确定了天津地面的沉降漏斗的分布和绝对形变量。
  • 摘要：随着我国城市建设的不断发展，地面沉降问题开始越来越引起人们的关注，传统的大地测量手段在日益严重的大范围沉降监测方面已难以胜任，天津地区作为我国地面沉降最严重的城市之一，已经出现了大范围的地面沉降。近年来发展起来的差分干涉雷达(D-InSAR)技术提供了一种新的监测手段，但常规的D-InSAR技术需要克服长时间序列干涉纹图中的时间、空间去相关。本文采用融合短基线集技术和PS方法的短基线集Ps-DInSAR方法，利用23景2003—2007年的ASAR数据获取了天津地区年均沉降速率，获得的年均沉降速率值的准确性需要去除干涉图的大气效应等误差后进一步提高。
  • 摘要：方位向电扫描星载SAR是一种全新的星载SAR宽测绘带工作模式，本文针对这种新工作模式研究了成像算法和图像拼接方法，并通过仿真验证了方法的有效性。
  • 摘要：稳定平台技术已经广泛应用于航天、航空、航海以及军工和医疗器械领域，其结构形式及其强度、刚度、指向精度等指标对于各领域技战术的实现具有至关重要的作用，本文主要介绍了某机载合成孔径(SAR)雷达三轴稳定平台的结构组成和关键技术要点。
  • 摘要：本文在对XSAR伺服系统稳定平台的三个轴的模态分别进行了分析，得出结果。并且对三轴稳定平台的模态分析方法进行研究。
  • 摘要：复Wishart分布并不总能很好地描述全极化SAR数据，这给基于此分布的分类带来了困难。本文提出了一种基于光学遥感数据图像分割技术的面向对象的极化SAR数据分类方法。该方法主要基于将协方差矩阵的元素转换成九个独立的强度量来表示，这种完全用服从高斯分布的强度量表示的目标全极化信息使采用光学遥感数据处理方法对极化数据分割和分类成为可能。将该方法应用于湖南省醴陵县的全极化RADARSAT-2数据分类进行水稻识别，利用本文提出的精度评价方法进行了验证，结果表明该方法能达到令人满意的分类结果。
  • 摘要：地震灾害对人民的生命和财产造成了严重损害，快速、准确、有效地利用航空航天遥感对地震灾情进行监测和评估，将为政府应急指挥和灾后重建提供重要的科学依据和决策支持。本文基于Radarsat-2精模式极化雷达数据，提出了建筑物倒塌空间分布提取的H-a—p方法，基于该方法，对玉树地震造成的玉树城区的建筑物倒塌的空间分布进行了提取实验，将实验结果与高分辨率的光学数据得到的结果比较，结果表明：该方法可以有效的用于提取地震造成的倒塌建筑物，充分证明了极化SAR数据在城市灾害监测和评估上的有效性和重要潜力。
  • 摘要：土壤水分是水文、气象和农业环境研究中的重要参数，应用合成孔径雷达进行土壤水分的反演估算是当前研究的热点。基于机载AGRISAR L、C波段极化数据，研究了玉米覆盖地表的土壤水分反演方法。首先分析多频、多极化数据与裸露地表土壤水分之间的相关关系，建立裸露地表土壤水分反演模型。结果表明，裸露地表土壤水分反演模型，c波段指数方程拟合效果好于线性方程，而L波段线性方程拟合效果好于指数方程。本研究以相关系数最高的L波段W极化方式作为裸地条件下的土壤水分反演方程。为了能够消除水云模型中植被散射的影响，分析了C、L波段不同极化方式与植被含水量的关系，结果表明：C波段VH极化方式最好，可以用线性方程来拟合(R2为0．923)。以C波段VH极化反演植被含水量，对水云模型的其他参数结合实测数据采用Levenberg-Marquardt优化算法进行拟合。最后对比分析了消除植被效应前后土壤水分反演精度，结果表明，基于水云模型采用AGRISAR L波段VV极化数据、C波段VH极化数据反演玉米地的土壤水分的R2为0．606，与没有进行植被效应校正的结果相比(R2=0．423)，R2提高0．183。表明本研究采用的方法较好的去除了植被效应的影响，显著提高了土壤水分的反演精度。
  • 摘要：本文构建了一个基于图像语义分割的遥感影像识别技术框架，并以油罐目标为探测案例，根据油罐目标在光学和SAR影像上不同的表现特征，综合利用高分辨率遥感光学与SAR影像对油罐的成像机理，通过计算机视觉与形态学原理将光学与SAR影像信息融合，成功实现了油罐目标的快速自动识别。利用该方法探识别地表其他特种目标具有一定的潜在的应用价值．
  • 摘要：目前，RPC模型逐渐应用于星载SAR数据处理的各流程之中。本文将RPC模型应用到星载高分辨SAR影像的正射纠正之中，并对正射纠正的误差源进行了分析，提出了RPC优化模型。同时，为了解决在地形起伏区域单幅星载高分辨率星载SAR正射影像信息丢失严重的问题，本文还提出了星载高分辨率SAR区域正射影像制作算法。为了验证以上算法，本文采用TerraSAR-X以及COSMO-SkyMed等高分辨率星载SAR影像作为实验数据进行了验证。
  • 摘要：快速、准确的水体信息提取对洪水预报与监测等具有极其重要的作用。本文尝试利用双极化雷达数据的融合来提取水体信息。首先对ASAR双极化雷达数据进行预处理，得到HH和W极化后向散射系数图像;然后将HH和VV极化后向散射系数图像利用小波融合方法融合得到一幅新的雷达图像，根据图像分析，融合后的图像水体信息更为清晰，更加有利于水体信息的提取;最后利用阈值法提取了密云水库的水体面积，与单一极化数据提取的水体面积相比较，利用本文提出的方法提取的水体信息更为准确。
  • 摘要：对车辆目标特性进行分析与建模是研究基于SAR影像的车辆目标检测、智能交通等应用的基础。本文利用星载SAR影像对不同入射角、不同方位角下的典型车辆目标进行了实地SAR成像。通过RCS测量、极化分解技术对车辆目标的后向散射特性进行了分析，给出了车辆目标在不同成像方式下的RCS变化曲线、极化特性分析结论。为进一步研究基于SAR影像的道路交通监测提供了基础。
  • 摘要：图像分割的好坏关系到后续的图像处理、信息提取、图像分析与理解等一系列内容， 基于图像边缘的分割方法对图像边界具有较好的局域化效果，但不具有全局分割能力，而基于区域的分割方法的边缘定位的能力不够。虽然边缘和区域两种信息融合进行图像分割在本质上不能使图像分割的病态问题变成良态，但是它利用了图像目标更多的信息，应得到更好的分割结果。本文设计了一套实现分割对象边缘精确、对象内部一致性好的图像分割方法。本文通过对高分辨率、多极化SAR图像进行试验，采用canny方法获得边缘，融合边缘特征与区域特征实现分割，得到了令人满意的效果。
  • 摘要：本文提出了一种基于球不变随机矢量(SIRV，Sphericallylnvatiant Random Vectors)杂波模型，利用极化似然比检验(PLRT，Poladmetdc LikelihoodTest)模型提取差异图，并使用最小误差阈值法(KI)将差异图二值化的全极化图像变化检测的新方法。该方法基于全极化SAR图像相干矩阵的统计特性，利用SIRV模型对全极化SAR图像统计特征进行拟合，得到全极化SAR数据协方差矩阵的概率分布函数(PDF，ProbabilityDistribution Function，);然后结合PLRT模型，求得不同时相的两个目标协方差矩阵PDF的似然距离估计的表达式，生成不同时相两幅全极化SAR图像的差异图像；最后，通过KI阈值分割来确定变化区域。本文使用2009年4月9日与2010年6月15日苏州城区的两幅RadarSat-2全极化影像做为实验数据，利用SIRV模型来对两幅全极化SAR图像统计特征进行拟合，并将变化检测结果同基于Wishart分布模型的变化检测结果做比较。实验结果表明：全极化图像中90％以上的象元都可用SIRV模型中的KummerU分布模型准确拟合，不管是对于图像中的均匀区域还是不均匀区域;相对于Wishart分布模型，基于SIRV模型的变化检测方法一方面可以有效保留图像局部纹理信息，另一方面能更加准确的提取苏州城区的变化区域，并有效降低虚警。
  • 摘要：伯克利山位于美国加州旧金山湾区的东面，Hayward断层从北到南穿越此山，断层附近的地质滑坡对附近的房屋公路造成了很多破坏，对公共安全造成了威胁。加州大学伯克利分校板块构造小组(Active Tectonic)在Roland Burgmann教授的指导下，利用GPS和InSAR技术对整个湾区的地质情况进行调查已经有十年经验，本文利用近两年获得的TerraSAR-X卫星雷达数据，基于PS-InSAR技术，对伯克利山的滑坡地区进行了监测。
  • 摘要：在InSAR干涉条纹图处理中，对噪声进行滤波是非常关键的步骤。本文在分析干涉纹图特征的基础上，将干涉纹图转换到频率域，再估计相位频率可信度，根据估计值对圆周期滤波加权并作为判断自适应滤波窗口变化的依据。算法可以有效地去除噪声对相位解缠的影响，同时保持相位信息不受损失。对真实InSAR数据的处理结果验证了该方法的有效性。
  • 摘要：目前，大多数干涉图滤波方法主要针对幅度干涉图进行滤波处理，这样有可能会影响干涉图的相位信息；另外，每种滤波方法都有它的局限性．为了提高相位解缠的精确性和计算效率，本文提出了一种中值和功率谱加权相结合的复干涉图二级自适应滤波方法：首先对干涉图的实部和虚部进行中值滤波；然后采用功率谱加权的滤波方法进行频率域滤波从而抑制噪声。通过机载双天线InSAR复干涉纹图进行滤波实验，并且与其它常用滤波算法进行了比较分析。实验结果表明，该方法不仅能有效地抑制噪声，使干涉条纹更加清晰，并能较好地保持干涉图的相位信息和边缘信息，而且干涉相位图的奇异点数大大减少，有利于下一步的相位解缠。
  • 摘要：本文建立一种适合不同海况的海面SAR图像模拟方法，并对各向海浪谱进行模拟.为获得海面SAR图像，考虑粗糙海面表达、电磁散射机制、海面对SAR信号的调制三个方面的问题。采用速度聚束模型考虑面元动态对图像中面元位置的影响。对不同方向及海浪谱进行模拟，模拟结果与文献进行对比验证了本方法对不同海况的建模能力。通过建立海面的成像模型，解释了海面成像机制，对于传感器参数选择及任务设计可以提供模拟数据作为辅助信息。
  • 摘要：我国是滑坡灾害多发国家，对滑坡灾害进行有效的监测预警是减轻其危害的最主要手段。与传统的监测方法相比，合成孔径雷达差分干涉测量技术具有全天时、全天候、能够获得面式数据、成本低等特点。以Radarsat-2编程数据为数据源，采用常用的合成孔径雷达三轨差分干涉技术进行分析，获得表面形变值。考虑到多方误差和地形的影响，采用了用于位移分析的滤波处理方法，分析提取出六处变动变化区域。时间序列上对该六处变化变动区域从形变值的大小、形变范围、发生的位置、发生的频率等四方面分析，确定出六处变化区域的灾害类型。经现场验证变化地点和岩土变动类型与分析结果一致。试验研究表明利用Radarsat-2编程数据，采用D-InSAR技术及考虑地形和误差的滤波分析方法，基本可以实现广域山区滑坡的早期动态识别，监视动态趋势的目的。
  • 摘要：雷达可以有效地捕获干旱地区局部土壤水分含量明显偏大等异常点(线)，为分析并识别潜在的地下水源、古河道等隐含特征并确定其地理位置，提供了强有力的技术手段。本文应用Radarsat-1图像采用密度制图的方法成功探测到京杭运河重要水柜南旺诸湖遗迹，并与基于Landsat TM主成分分析方法探测到的异常区域进行对比，分析了2种探测方法的特点。最后结合文献资料初步确定南旺诸湖的位置与空间分布范围，并在此基础上开展了现场调查工作，有力支持了南旺考古发掘。
  • 摘要：本文对SAR影像的特点和K均值聚类分割算法进行了探讨，并对传统的K均值聚类分割算法提出了相应改进。解决了该算法分割效果对初始聚类中心敏感的问题，并且使其更适应于存在大量相干斑噪声点的sAR影像分割。实验证明了这种自适应分割算法对SAR图像分割的优越性和有效性。
  • 摘要：鉴于目前基于像素级的海冰分类算法对SAR噪声的敏感性及分类结果的不确定性，本文在海冰分类算法中引入面向对象技术，把海冰的物理特征、几何特征和形态特征作为海冰分类的标准和依据，提出基于双极化RADARSAT-2的面向对象的海冰分类算法。该算法的关键技术实现包括：(1)SAR噪声的识别与去除和SAR极化模式选择与运算：(2)海冰．海水识别与分离;(3)海冰对象的分割与标示;(4)海冰对象矢量特征数据集的构建及海冰对象分类。以中国第4次北极科学考察期间8月5日的RADARSAT-2双极化ScanSAR作为研究示例，实现了开放水域、新生冰、1年冰和多年冰的识别与分类，并与基于像素级的海冰分类结果进行了对比分析，分析结果证明了面向对象技术在多极化SAR大尺度极区海冰分类算法中的有效性和科学性。
  • 摘要：冰川的边界和面积是监测冰川变化信息的重要参数。本文利用干涉条纹图的相位信息，根据冰川区域特有的纹理特征，以青藏高原长江源头的各拉丹冬山地冰川为研究对象，利用ERS-2/ENVISATASAR原始数据，选取1997年、2003年、2009年时问问隔为35天的三个干涉对，成功提取了该地区冰川边界及面积，同时以2003年4月16日TM光学影像为依据，评价利用纹理特征提取结果。研究表明：基于纹理特征利用SAR影像提取冰川边界和面积的方法是可行的，为冰川变化监测提供了又一可靠手段。
  • 摘要：本文针对青藏高原冬克玛底冰川，基于航天飞机雷达测图计划生成的数字高程模型(SRTM DEM)、早期地形图数字化DEM以及相应时相的冰川边界信息，在地里信息系统技术的支持下，开展山地冰川高程与体积变化研究。首先对两期冰川边界矢量进行并集运算以确定冰川范围，再通过对两期DEM数据进行坐标转换、亚像元配准、差分运算得到冰川地区高程差分结果图，并将并集运算矢量结果用于剪切高程差分图，从而得到冬克玛底冰川1969至2000年间的高程变化结果，同时将统计得到的冰川表面平均高程变化量乘以并集冰川矢量面积，得到冬克玛底冰川1969至2000年的体积变化量。结果表明，整个冰川表面都发生着不同程度的消融，末端消融比较明显。具体来说，31年间冬克玛底冰川高程变化累积平均减小18．34米，标准差为19．87米，高程年平均减小速率为0．59米／年，84．99％的冰川表面发生消融，15．01％发生积累，冰川体积消融量为2．92×108立方米。对于冰面高程变化结果，一方面，通过在和冰川表面坡度分布一致的草地、岩石地区选择2937个像元来间接评估冰川高程变化误差，结果显示相对高程误差为6．5米，高程差异与绝对高程之间没有明显的函数关系;另一方面，研究区内的小冬克玛底冰川2007年GPS RTK测量插值DEM与1969年地形图DEM差分结果已经发表，该结果所揭示的小冬克玛底冰川高程变化的空间分布模式与本文结果呈现明显的一致性，同时，该结果表明1969至2007年间小冬克玛底冰川高程累积减小7．92米，平均每年减少0．21米，与本文所揭示的1969至2000年间该冰川高程累积减小6．15米，平均每年减少0．20米的结论也颇为一致。联系沱沱河气象站点20世纪70年代至90年代的降雨、雨季平均气温以及地表径流量变化监测数据分析，结果显示该地区30多年来平均气温上升了0．6°C,降雨量减少了15．6毫米，而地表径流量却增加了1．2×108立方米。气温的上升直接导致了冰川的物质损失，而在西部干旱和半干旱地区降雨量减少的情况下出现的地表径流量增加也从侧面提供了冰川消融的佐证。
  • 摘要：LAI是生态系统研究中最重要的结构参数之一。在森林一生物地球化学模型以及NPP研究中具有重要作用。本文利用LANDSAT-TM数据以及RADARSAT-ASR数据对中国南方地区热带人工林叶面积指数估测进行了尝试研究。采用了5种植被指数与LAI建立线性，指数以及一元二次方程模型，选择NDVI和MSAVI与LAI的一元二次方程模型作为阔叶林和针叶林估测模型，对雷州林业局林场的人工林LAI进行了估测。同时利用RADARSAT—SAR数据建立后向散射系数与LAI的对数模型并对研究区进行了估测。结果表明；一元二次方程模型估测效果好于线性和指数模型。但对于LAI大于2情况下，会低估实际LAI。而SAR估测结果要好于TM估测结果。虽然本文研究估测精度有待提高，但对于区域尺度和全球尺度估测森林LAI具有一定的参考价值。
  • 摘要：雷达遥感全天候、全天时的观测能力，为小麦适时监测提供了可能。本文基于RADARSAT-2数据，对河北省小麦试验地进行监测，分析小麦在不同极化方式，不同散射类型下后向散射特征的变化，并结合实地测量数据，得到LAI反演公式。结果表明：小麦在孕穗期可以用VV／HH极化比，Yamaguchi分解得到的体散射分量、表面散射分量提取作物长势信息.
  • 摘要：为建立内蒙古镶黄旗研究区的遥感找矿模型，收集了与成矿模型紧密相关的侵入岩、构造和矿点信息;利用高光谱数据提取了研究区的蚀变类型：绿泥石化、黄铁矿化、硅化和白云母化在研究区普遍发育；在此基础上，利用ASTER数据解译了研究区的构造，根据富铁矿物和富硅矿物光谱特征建立了相应的指数并根据它们提取了富铁矿物和富硅矿物在研究区的分布情况;最后，根据构造解译结果、富铁指数和富硅指数的空间分布与矿点间的关系建立了研究区的遥感找矿模型。
  • 摘要：合成孔径雷达SAR(Synthetic Aperture Radar)图像海岸线提取在自动导航、地图绘制等海洋应用方面具有重要意义。然而，由于SAR图像中斑点噪声的存在使得很难利用简单阈值分割技术对其进行海岸线提取，而很多基于复杂数学模型的提取算法在应用于尺寸较大的图像时，检测速度比较慢，限制了它在工程应用中的实用性。本文结合流域变换和GvF Snake模型，提出了一种针对大尺寸SAR图像的海岸线提取算法，在保证精度的同时尽量提高算法的速度。该算法首先在低分辨率图像上用流域变换技术进行粗略提取，得到贴近真实海岸线的轮廓线，然后将轮廓线映射到原始高分辨率图像上，用GVF Snake模型进行修正，最后得到精确的结果。将该算法应用于Envisat ASAR图像进行实验，证明了该算法对于大尺寸SAR图像海岸线提取非常有效。
  • 摘要：TerraSAR-X卫星是一颗具有全极化、高空间分辨率的X波段合成孔径雷达ISAR)业务化卫星．目前，该卫星仅提供标准化的对地观测成像产品。本文利用TerraSAR-X卫星数据发展海面风场反演方法。使用SIR-C／X-SARNRCS数据和ECMWF ERA-40模式风场数据检验Masuko于1986年提出的X波段机载散射计数据反演海面风场的地球物理模式函数，发现存在明显的系统误差。在此基础上，提出一个新的基于线性方法的海面风场反演经验模式lXMOD)。XMOD模拟的NRCS与SIR-CJX-SAR的NRCS相关性为0．91，均方根误差为2．68dB;与TerraSAR-X NRCS相关性为0．89，均方根误差为2．74dB。将XMOD应用于不同空间分辨率的W极化TerraSAR-X海表图像以反演海面风场，并与QulkSCAT海面风速比较，二者相关性为0．71，均方根误差为2． 33m／s．
  • 摘要：图像多尺度分割是近十来年的一个研究热点，区域特征是图像对象的一个特征，图像对象的另一个特征就是边缘特征，这种特征在地理学中通常是矢量的GIS数据，因此在图像多尺度分割时，利用图像的区域特征和矢量边缘特征来进行图像多尺度分割是一种很有用的分割方法。矢量数据通常是通过数据的矢量化获得的，它通常与图像具有实效性等方面的不同。遥感数据是一种瞬时数据，GIS数据是符合一定要求的数据，两者具有差异性，本文利用海岸带区域的矢量GIS数据和SAIl图像进行分割研究，在不同尺度下利用不同的尺度的矢量GIS数据，通过实验研究发现确实得到了有意义的分割效果。
  • 摘要：高级差分雷达干涉技术(PS-InSAR)在高分辨率、高精度、大范围捕获地表位移表现出独特优势，实践证明它们在长时间缓慢地表形变信息提取应用中是有效的．然而，使用当前PS-InSAR方法在大范围城市群地表沉降反演时仍会面临一系列问题，比如不精确卫星轨道引入的残余相位，大范围大气相位估计和去除，大范围城市群形变联合反演等。本文针对上述问题，提出了一套适应于大范围城市群地表形变反演处理方法。首先，综合利用卫星轨道星历数据、主辅影像配准偏移量和干涉纹图，对干涉基线误差进行校正，用于消除轨道残余误差相位。其次，使用时、空分析模型，对大气相位进行迭代求解和校正，使得获取mm级形变信息成为可能。以2006年9月-2010年8月Envisat ASAR作为数据源(Track25,31景;Track 297,30景)，使用本研究提出的PS-InSAR方法获得了覆盖约160×160 km珠三角城市群(包括广州、深圳、香港等十大城市)地表形变场。实验还对珠三角冲积扇平原地表形变驱动力进行了分析。
  • 摘要：介绍InSAR获取DEM的原理、影响DEM精度的因素及获取DEM的数据处理流程.以山东兖州地区作为实验区，采用ENVISAT ASAR和ALOS PALSAR数据来提取DEM，并把实验提取的DEM与SRTM 90*90格网分辨率的DEM作对比分析。结果表明：PALSAR提取的DEM和SRTM DEM能很好地表达出地形起伏的纹理特性，而ASAR在地形起伏较大的区域表达能力相对较差;同时PALSAR对地形细节信息的描述要优于SRTM DEM和ASAR。
  • 摘要：确定干旱-半干旱地区冲积扇多期次扇面空间展布和时间序列是冲积扇研究中的关键工作，也是通过冲积扇开展第四纪地质、古环境演化研究的基础。遥感技术的发展，提供了获取大面积冲积扇多期次扇面时空分布特征的定量化研究手段。合成孔径雷达(SAR)对地物几何形态特征极为敏感的特性使之能够有效的反映冲积扇不同期次扇面的关键地貌特征。结合ALOS-PALSAR双极化SAR数据和RADARSAT-2极化SAR数据，以疏勒河冲积扇为例，研究后向散射系数以及散射机制相关参数与冲积扇多期次扇面期次之间的相关性。结果表明多波段极化SAR数据提取的多种特征参数能够有效的反映冲积扇不同期次扇面的地表特征，是冲积扇多期次扇面空间分布的提取的有效工具。
  • 摘要：SAR数据在获取和干涉处理过程中不可避免地受到各种失相关因素的影响，相位解缠的结果不仅受到缠绕相位中由于热噪声、影像匹配误差等偶然误差的影响，而且受到大气延迟、基线估计及残余平地效应等系统误差的影响。传统的相位解缠算法仅仅考虑误差为偶然误差的情况，忽视了缠绕相位数据中的系统误差。本文顾及系统误差的影响，采用半参数相位解缠算法对ALOS PALSAR干涉相位数据进行处理，初步实验结果表明本文提出的半参数相位解缠算法能够消除或者削弱缠绕相位数据中的系统误差对解缠相位的影响。
  • 摘要：临汾盆地位于山西断陷带的中段，盆地内存在多组活动断裂．地质构造复杂，历史上曾发生过多次强震。由于接近强震复发周期，且汶川地震对华北地区的影响还没有体现，有关临汾盆地的地震发展趋势更加引入注目。本文基于PS-InSAR技术，采用StaMPS方法提取出临汾地区的地壳形变信息，与水准数据进行对比分析，并结合临汾盆地的地质构造环境、地下水开采等资料，分析其动态演化过程，显示临汾西部地区的形变特征虽属于继承性运动，但出现了密集有序的等值分布特征，可能预示着该区应力场处理积累或加强状态，为未来地震预测提供切实有效的地壳形变依据。
  • 摘要：本文介绍了D-InsAR技术基本原理，并以拉奎拉地震为例通过2轨差分，获取了地震的同震形变场。结果表明：该地震为右旋断层地震，断层走向为西北一东南。该研究为地震的发生机理提供了重要的观测依据。通过该案例可以证实D-InSAR可以获取大面积的地表形变场。
  • 摘要：我国电网输电线路覆盖面积广，线路传输距离长，经过的地区地形复杂、气候多变，任何一个地区自然灾害的发生都将威胁到输电线路的安全和稳定运行，甚至造成电网的大范围停电事故。作为国民经济中最重要的基础设施之一，输电线路及杆塔的运行状态决定着整个电网的稳定和安全。随着全球气候变暖趋势的加剧，我国近年来受到越来越多的灾难性气候灾害的威胁。2008年的冰雪灾害和四川大地震中，大批输电线路倒塌，给电力部门带来了巨大的损失。因此，大范围灾害天气下监测电网输电线路及杆塔的安全状态，为灾情评估与灾后重建提供科学依据，对电网防灾减灾具有重要意义．rn 卫星遥感数据具有覆盖范围广、信息量大、获取周期短以及受条件限制少等特点，可以直接对电网进行广域监测，尤其是高分辨率雷达雷达遥感技术，其成像不受云雾、雨雪、太阳光照条件等限制，在冰雪、地震、台风、洪水等大范围自然灾害条件，可对感兴趣的目标进行全天候、全天时，动态监测。rn 随着高分辨率雷达卫星TerraSAR-X和Cosmo-skyed卫星的发射，高分辨率雷达卫星得到了各行业广泛的应用和研究。在电网监测电网应用中，高分辨雷达卫星可以直接分辨出输电线路走廊内人工建筑和铁塔等电力设施，这就为高分辨雷达卫星监测电网安全提供了技术保证。如果利用干涉技术获取铁塔形变，将为电力部门带来新的形变监测手段和技术，广域监测大范围的变化。铁塔在雷达影像中为较强的反射体，铁塔目标在高分辨率SAR图像中已显示为数十像元，其干涉特性的分析有助于拓展干涉测量技术的发展，和与铁塔相关的目标识别和提取技术。相干性指标也为我们判断输电杆塔是否扭曲或者倾倒的一个重要手段。因此分析不同时间基线和几何基线下铁塔的相干性变化特性是研究INSAR技术监测铁塔形变的必要条件。

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