双视向补偿最佳入射角组合研究.pdf

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1、第4期，总第95期国土资源遥感No．4，20122012年12月15日REMOTESENSINGFORLAND&RESOURCESDec．．2012doi：10．6046／Ozyyg．2012．04．09双视向补偿最佳入射角组合研究王国军，邵芸，万紫，张风丽(1．中国科学院遥感应用研究所遥感国家重点实验室，北京100101；2．中国科学院研究生院，北京100049；3．浙江省水利河口研究院，杭州310020)摘要：为了解决高分辨率合成孔径雷达双视向补偿的最佳入射角组合问题，提出了一种基于数据模拟的最优化选择方法。该方法利用DEM数据模拟2个视向不同入射角下的叠

2、掩和阴影掩模图像，用补偿效果作为评价函数选择最佳的入射角组合。将该方法应用于地形平缓、适中和陡峭3个实验区的结果表明，该方法可以快速有效地获得最佳入射角组合，为双视向补偿应用中的SAR图像数据订购提供了科学依据，是SAR图像双视向补偿不可或缺的环节。关键词：高分辨率SAR；双视向补偿；叠掩阴影掩模图像；入射角组合中图法分类号：TP79文献标志码：A文章编号：1001—070X(2012)04—0048—07区的2个视向、不同入射角下的叠掩和阴影掩模图0引言像；然后，通过分析挑选出用于研究入射角组合对双视向补偿效果影响的数据；最后，通过评价函数，合成孔径雷达(S

3、AR)发射能够穿透云雾、雨雪选择最优补偿结果对应的最佳人射角组合。为了验的电磁波，并接收地物后向散射的信号进行成像，具证该方法的普适性，本文选择了地势平缓、坡度适中有全天时、全天候的工作能力。我国西南区域属于和地势陡峭3个实验区分别进行了方法实验，结果常年多云多雨天气，这给光学遥感数据的获取带来表明，该方法适用于各种地形，对于地形变化具有较了很大困难，严重影响了对地观测任务的顺利完成。好鲁棒性。因此，对于这些区域，SAR是一种非常重要的数据获取手段。由于SAR为侧视斜距成像，使得在地形1研究方法起伏较大区域的SAR图像上有大量叠掩和地形阴影区域，而位于这些区域

4、内的数据信息是完全损失1．1双视向补偿方法的¨。传统的基于单幅SAR图像的处理方法无首先，利用雷达卫星上行轨道(升轨)与下行轨法消除叠掩或阴影导致的影响，而且地形起伏越大，道(降轨)获取实验区山体东西坡数据，实现对山体信息损失就越多，这使SAR图像在山区的应用受到的双视向成像；然后，分别对2个视向的SAR图像了很大限制。双视向补偿方法的提出和应用减少了分别进行正射纠正和地形辐射校正处理；最后，基因地形起伏造成的SAR图像数据信息损失。它是于地理坐标将2个视向的SAR图像进行叠加，用一将同一地区2个视向的SAR图像经过正射纠正、地幅图像上对应正常区域的像元值来补

5、偿另一幅图像形辐射校正后，用一幅图像对另一幅图像上叠掩和上发生叠掩和阴影的区域。阴影区域进行补偿叫。由于叠掩、阴影区域面积假设(，)为主图像(主图像是叠掩和阴影总随着入射角变化而变化明显，因此，补偿效果随2个数较少的那一幅)上任意一个像元值，A为阴影区视向的入射角组合变化而不同，而且目前每种SAR域范围，为叠掩区域范围，为正常区域范围；S卫星系统都提供了几十种可供选择的入射角模式，给双视向补偿订购数据带来了一定困难。(，)为副图像对应地理位置上的像元值，B为阴为了选择最佳入射角组合，本文提出了一种快速高影区域范围，。为叠掩区域范围，日为正常区域范效的选择方法。

6、该方法首先利用一种基于简化定位围。R(i，)为补偿后图像上的像元值，则双视向信模型和DEM数据的SAR图像模拟方法，得到实验息补偿过程可以用收稿日期：2012—02—27；修订日期：2012—04—26基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目(编号：KZCX2一EW一320)、国家自然科学基金项目(编号：41001213)和中国科学院知识创新工程青年人才领域前沿项目(编号：YOS04400KB)共同资助。第4期王国军，等：双视向补偿最佳入射角组合研究·49·，{[M(i，)∈A]V[M(i，)∈A]}八{[S(i，)∈B]V[S(i，)∈B]}一尺(i，)

7、=M(i，){{[M(i，J)∈A]V[M(i，)∈A]}八[S(i，J．)∈B]—尺(i，)=S(i，J)(1)【[M(i，)∈A]一R(i，)=M(i，)表示。式中：∈表示像元属于的图像范围；V，八元，从而完成SAR图像双视向信息补偿过程。整个和一分别表示“或”、“且”和“蕴含”运算。SAR图像双视向信息补偿过程如图1所示。按照式(1)进行处理，遍历图像上的每一个像SAR主图像SAR副图像正射纠正地形辐射校正地形辐射校正地形辐射校正后的正Ir]I地形辐射校正后的正射sAR主图像和叠掩、}_双视向信息补偿卜__射sAR副图像和叠掩、阴影掩模图像lL。。——■

8、1-——一l阴影掩模图像L——1r——