復(fù)雜地形區(qū)域合成孔徑雷達(dá)正射影像制作方法研究.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)(SyntheticApertureRadar,SAR)作為一種主動(dòng)式傳感器,為完成多云多霧復(fù)雜地形區(qū)域的測(cè)圖任務(wù)提供了重要平臺(tái)。但因SAR為斜距成像,由地形起伏引起的影像幾何失真大、輻射畸變突出,在高山地區(qū)表現(xiàn)得尤為突出,從而阻礙了從SAR影像中提取信息,并與其它具有地理參考的信息的綜合應(yīng)用。為了充分發(fā)揮SAR的應(yīng)用潛力,對(duì)于SAR正射影像制作方法的研究具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文以“國(guó)家西部1∶50000地形圖空白

2、區(qū)測(cè)圖工程”為研究背景,針對(duì)SAR影像的固有特征和橫斷山脈等復(fù)雜地形區(qū)域獲取地面控制點(diǎn)困難等問(wèn)題,提出了一套在稀少控制條件下,SAR影像DOM(DigitalOrthophotoMap,DOM)的制作方法及技術(shù)流程,其主要貢獻(xiàn)如下:(1)在分析無(wú)地面控制支持下SAR影像直接定位原理的基礎(chǔ)上,詳細(xì)推導(dǎo)了一種基于最小二乘的數(shù)值解法;(2)在分析比較了直接優(yōu)化模型參數(shù)糾正法和間接優(yōu)化模型參數(shù)糾正法的基礎(chǔ)上,對(duì)原有的糾正方法進(jìn)行了改進(jìn),提出了一

3、種稀少控制下基于R-D模型的高精度、實(shí)用化的SAR影像正射糾正法;同時(shí),針對(duì)SAR影像數(shù)據(jù)量大、逐點(diǎn)處理速度慢的問(wèn)題,提出了一種基于格網(wǎng)的快速處理算法,從而有效地提高了SAR影像的糾正效率;(3)由地形通過(guò)地面散射面積引起的輻射誤差不容忽視,入射角越小,誤差就越大,尤其是高海拔地區(qū)。因此,本文基于SAR影像地理編碼模型和DEM詳細(xì)推導(dǎo)了計(jì)算散射歸一化面積的整個(gè)過(guò)程,從而有效地實(shí)現(xiàn)了SAR影像的地形輻射誤差校正。(4)針對(duì)SAR影像存在嚴(yán)

4、重的陰影疊掩現(xiàn)象,單一側(cè)視方向的SAR影像無(wú)法滿足地物調(diào)繪、DOM制作等要求的缺陷,本文提出了一種基于坡度坡向的多側(cè)視方向SAR影像融合的方法,從而實(shí)現(xiàn)了SAR影像上陰影疊掩信息空白區(qū)灰度的有效補(bǔ)償。該方法主要涉及:SAR影像陰影疊掩區(qū)的檢測(cè)與提取算法、基于決策樹(shù)規(guī)則的多側(cè)視方向SAR影像融合法。另外,本文基于上述的原理及方法,利用VisualC++6.0開(kāi)發(fā)平臺(tái),在自主軟件“ImageInfo-雷達(dá)測(cè)圖工作站”的基礎(chǔ)上研發(fā)了相應(yīng)的軟件