復雜地形區(qū)域合成孔徑雷達正射影像制作方法研究.pdf

1、合成孔徑雷達(SyntheticApertureRadar,SAR)作為一種主動式傳感器,為完成多云多霧復雜地形區(qū)域的測圖任務提供了重要平臺。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用。為了充分發(fā)揮SAR的應用潛力,對于SAR正射影像制作方法的研究具有重要的理論意義和實用價值。本文以“國家西部1∶50000地形圖空白

2、區(qū)測圖工程”為研究背景,針對SAR影像的固有特征和橫斷山脈等復雜地形區(qū)域獲取地面控制點困難等問題,提出了一套在稀少控制條件下,SAR影像DOM(DigitalOrthophotoMap,DOM)的制作方法及技術流程,其主要貢獻如下:(1)在分析無地面控制支持下SAR影像直接定位原理的基礎上,詳細推導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)糾正法的基礎上,對原有的糾正方法進行了改進,提出了一

3、種稀少控制下基于R-D模型的高精度、實用化的SAR影像正射糾正法;同時,針對SAR影像數(shù)據(jù)量大、逐點處理速度慢的問題,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詳細推導了計算散射歸一化面積的整個過程,從而有效地實現(xiàn)了SAR影像的地形輻射誤差校正。(4)針對SAR影像存在嚴

4、重的陰影疊掩現(xiàn)象,單一側(cè)視方向的SAR影像無法滿足地物調(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,從而實現(xiàn)了SAR影像上陰影疊掩信息空白區(qū)灰度的有效補償。該方法主要涉及:SAR影像陰影疊掩區(qū)的檢測與提取算法、基于決策樹規(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開發(fā)平臺,在自主軟件“ImageInfo-雷達測圖工作站”的基礎上研發(fā)了相應的軟件