極化合成孔徑雷達(dá)對(duì)城市目標(biāo)的檢測(cè)和重建.pdf

1、近幾十年,合成孔徑雷達(dá)(SAR)開始在遙感的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,特別是在城市遙感方面的應(yīng)用日益的廣泛和深入。隨著SAR技術(shù)的不斷進(jìn)步,極化SAR的發(fā)展,SAR分辨率的提高,高分辨率SAR的出現(xiàn),SAR圖像數(shù)據(jù)在城市的規(guī)劃,城市變化的檢測(cè),人口的流動(dòng)和分布的監(jiān)測(cè)監(jiān)控等方面有很好的應(yīng)用。本文作為本領(lǐng)域的碩士學(xué)位論文,研究了合成孔徑雷達(dá)的成像原理,全極化雷達(dá)圖像的數(shù)據(jù)特點(diǎn),目標(biāo)散射原理和特性,城市雷達(dá)圖像的特征和圖像的處理,城區(qū)目標(biāo)的檢測(cè)

2、,根據(jù)散射目標(biāo)的尺寸和散射特性進(jìn)行目標(biāo)的分類以及目標(biāo)幾何參數(shù)的反演和目標(biāo)重建。
　　 文章的第二章提出了反演目標(biāo)高度和重建的原理和方法。根據(jù)雷達(dá)成像時(shí)前向投影的原理,目標(biāo)在雷達(dá)圖像上的成像位置和目標(biāo)的真實(shí)位置之間有一定的位移,并且這個(gè)位移和和目標(biāo)的高度成正比,還和雷達(dá)入射角有一定的關(guān)系。單方向飛行的雷達(dá)圖像,在目標(biāo)真實(shí)位置未知的情況下,無法計(jì)算出目標(biāo)的真實(shí)高度和成像時(shí)發(fā)生的位移。多方向飛行的全極化SAR圖像經(jīng)過配準(zhǔn)之后,消除了目

3、標(biāo)的真實(shí)位置的影響,可以在目標(biāo)真實(shí)位置未知的情況下計(jì)算目標(biāo)的高度。根據(jù)不同圖像上的成像位置差提取特定三維目標(biāo)的高度與位置信息,進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物的幾何立體重構(gòu)。
　　 全極化SAR圖像數(shù)據(jù)與單極化SAR圖像數(shù)據(jù)相比較,能夠提供更多的信息,因此可以選擇多種極化數(shù)據(jù)的組合用于目標(biāo)的檢測(cè)和進(jìn)一步的圖像處理。通過對(duì)目標(biāo)散射向量和散射特性的研究,不同的極化數(shù)據(jù)的組合能夠更好的代表不同的散射類型,如面散射,體散射或者兩面體散射,不同的極化數(shù)

4、據(jù)對(duì)不同的散射體有不同的敏感程度。因此選擇對(duì)于特定目標(biāo)幾何特征敏感的數(shù)據(jù)類型,可以更好的進(jìn)行目標(biāo)的檢測(cè)和提取。通過多方向飛行SAR圖像反演該目標(biāo)或目標(biāo)群的高度與位置信息?；谌毡镜腜I-SAR全極化多軌道雷達(dá)數(shù)據(jù),人工的提取感興趣的建筑物(群)目標(biāo),通過對(duì)不同軌道得到的圖像上的建筑物進(jìn)行人工匹配,計(jì)算建筑物目標(biāo)的高度并進(jìn)行重建。
　　 在此基礎(chǔ)上,論文第三章節(jié)進(jìn)一步改進(jìn)雷達(dá)目標(biāo)的檢測(cè)方法。恒虛警率檢測(cè)(CFAR)是雷達(dá)目標(biāo)自動(dòng)檢

5、測(cè)的常用方法。CFAR通過對(duì)雷達(dá)雜波的估計(jì),計(jì)算檢測(cè)的判決門限,自動(dòng)的檢測(cè)雷達(dá)目標(biāo)。在傳統(tǒng)的CFAR檢測(cè)方法上,本文提出了多尺度自適應(yīng)CFAR檢測(cè)方法。使得多尺度的CFAR更適應(yīng)于城區(qū)復(fù)雜環(huán)境中的目標(biāo)檢測(cè),從而實(shí)現(xiàn)了不同尺寸大小的目標(biāo)的自動(dòng)檢測(cè)。對(duì)背景參考區(qū)域的研究和雷達(dá)雜波的估計(jì)也提出了不同的方法,使得方法更適合城區(qū)目標(biāo)密集,環(huán)境復(fù)雜的特性。并且在目標(biāo)檢測(cè)的同時(shí)完成了對(duì)目標(biāo)尺寸大小的計(jì)算。以目標(biāo)的大小作為依據(jù),實(shí)現(xiàn)了不同軌道所成雷達(dá)圖

6、像上的建筑物像的自動(dòng)匹配。對(duì)檢測(cè)出的目標(biāo)的以大小尺寸作為依據(jù)進(jìn)行劃分選擇,可以重點(diǎn)的檢測(cè)出了城區(qū)中的機(jī)動(dòng)車目標(biāo)(在一定尺寸范圍內(nèi))和具有較大尺寸的建筑物(群)目標(biāo)。在忽略其他類型目標(biāo)的情況下,完成城區(qū)的重建。
　　 利用多方向飛行的全極化城市雷達(dá)圖像數(shù)據(jù),通過研究目標(biāo)的散射特性,選取合適的極化雷達(dá)數(shù)據(jù)完成目標(biāo)的自動(dòng)檢測(cè),同時(shí)根據(jù)目標(biāo)的大小完成不同雷達(dá)圖像中目標(biāo)的自動(dòng)匹配和分類,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的重建是研究生三年學(xué)習(xí)的總結(jié)。其間還有很