[发明专利]一种雷达影像双视向信息补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达成像技术领域，尤其涉及一种雷达影像双视向信息补偿方法。

背景技术

合成孔径雷达(SAR，Synthetic Aperture Radar)具有全天时、全天候和对某些地物具有一定的穿透性等特点，在海洋、大气、陆地、冰雪、空间探测及军事等方面得到了广泛的应用。特别是对于我国西南地形复杂区域的地形测绘以及我国南方多云多雨地区的地形图快速更新和土地利用动态监测等问题，SAR甚至是唯一可行的解决办法。然而，由于SAR的斜距成像特点，SAR影像上会出现和光学遥感影像显著不同的几何畸变特征，包括透视收缩、叠掩和阴影。这些几何畸变阻碍了人们对SAR影像特征的理解和专题信息的提取，因此必须通过正射校正处理去除SAR影像固有的几何畸变。

正射校正是SAR影像处理中的重要处理步骤，而且只有将SAR影像进行几何精校正，生成一幅处于地面坐标系下的正射SAR影像，才能将SAR影像与其他已经具有地理参考坐标信息的多源遥感数据进行综合应用。但是与光学图像不同，SAR传感器接收的只是地面目标的后向散射信号，在经历一个包括脉冲压缩、徙动校正等复杂的成像处理之后，接收信号才能变为可视的图像。因此，在SAR影像中没有光学影像中那样明确的像点物点对应关系。SAR复杂的成像机制造成了人们对SAR影像中空间关系理解的困难，也使得多年来SAR影像的几何校正问题成为制约SAR广泛应用的一个瓶颈。特别TerraSAR-X和COSMO-SkyMed的成功发射，空间分辨率达到米级，对SAR影像几何精校正技术提出了更高的要求。因此，研究和发展通用性好的星载高分辨率SAR影像正射校正方法对于SAR影像的应用有着很重要的意义。

地形引起的几何畸变同时也会给SAR影像的辐射特性带来很大影响。透视收缩会引起朝向雷达波束的坡面能量被压缩，背向雷达波束坡面的能量被拉伸，造成后向散射能量失真，SAR影像上叠掩和阴影区域的信息会丢失。地形引起的辐射方面的问题是多年来制约SAR数据应用的一个重要障碍。针对地形复杂地区SAR图像的几何和辐射畸变问题。

SAR影像几何校正和其他遥感影像几何校正一样，最重要的问题是确定描述SAR影像像点坐标与对应的地面点坐标之间数学关系的定位模型。目前比较有效的方法是基于SAR影像模拟的正射校正方法。该方法是基于RD定位模型(Range Doppler Geo-Location Model)利用数字高程模型(DEM，Digital Elevation Model)生成一景纹理和真实SAR非常类似的模拟SAR影像，然后将模拟SAR影像与真实SAR影像进行配准，最后建立起真实SAR影像像点跟地面点的对应关系，完成SAR影像正射校正过程。该技术方法如图1所示。

该技术主要包括如下几个步骤：

第一步，从雷达数据文件中获得定位模型相关成像参数，这些参数包括轨道参数(卫星位置矢量R_sc、速度矢量V_sc)、分辨率δ_r、斜距R以及多普勒频率f_d等；

第二步，结合成像参数和DEM数据，利用严格的SAR成像几何模型生成模拟SAR影像；在模拟之前，需要将DEM旋转和镜像处理到SAR图像方位向和距离向坐标空间，然后重采样到满足图像分辨率要求。最后通过公式(1)的RD定位模型和公式(2)的后向散射模型生成模拟SAR图像。