[发明专利]一种基于成像面表征的极化SAR地形辐射校正和几何纠正方法

权利要求书

1.一种基于成像面表征的极化SAR地形辐射校正和几何纠正方法，用于针对极化SAR影像的地形辐射校正和几何纠正，包括下列步骤：1）获取区域内极化SAR影像、辐射定标文件或者定标参数，以及外部DEM；2）根据原始极化SAR影像的辐射定标文件或者定标参数进行辐射定标；3）计算外部DEM单元面积，DEM单元即DEM数据中每个像元代表实际地面，因DEM数据中无法表示实际地面曲面，只能利用两个相邻的三角形表示地面面积；4）根据距离多普勒SAR定位模型生成SAR影像行列号查找表并计算等相位面的投影面积；5）结合等相位面的投影面积和行列号查找表生成SAR模拟影像；6）匹配真实SAR影像与模拟SAR影像，建立多项式纠正方程,精化行列号查找表；7）根据基于SAR影像成像面的后向散射系数表达式对极化SAR影像进行地形辐射校正；8）根据精化后的行列号查找表进行几何纠正。 

2.根据权利要求1所述的基于成像面表征的极化SAR地形辐射校正和几何纠正方法，其特征在于：步骤1）中，所述获取的极化SAR影像是机载或者星载的极化状态的SAR数据，所述极化状态为HH、HV、VH、VV中的一种或多种，所述HH表示水平发射/水平接收状态，所述HV表示水平发射/垂直接收状态，所述VH表示垂直发射/水平接收状态，所述VV表示垂直发射/垂直接收状态,所述极化SAR影像具有相应的辐射定标文件或者定标参数，获取的外部DEM文件的单元分辨率和极化SAR影像的分辨率处于同一数量级。 

3.根据权利要求1所述的基于成像面表征的极化SAR地形辐射校正和几何纠正方法，其特征在于：步骤2）中，利用极化SAR影像参数文件中给出的辐射定标因子，对极化SAR影像中的每个极化通道的数据进行绝对辐射定标，将每个像素的像元值转换为基于SAR影像成像面的后向散射系数β⁰。 

4.根据权利要求1所述的基于成像面表征的极化SAR地形辐射校正和几何纠正方法，其特征在于：步骤3）中，近似计算DEM单元的曲面面积大小，即通过计算DEM单元的四个角点连接形成两个相邻三角形的面积之和，来近 似得到DEM单元的实际曲面面积。 

5.根据权利要求1所述的基于成像面表征的极化SAR地形辐射校正和几何纠正方法，其特征在于：步骤4）中，利用极化SAR影像参数文件构建的距离多普勒SAR定位模型计算每个DEM单元所对应的初始SAR影像坐标，保存到和DEM同样大小的初始行列号查找表中；行列号查找表以复数形式进行存储，其中每个像元的实部与虚部分别对应原始SAR影像的行号和列号；同时，在定位过程中，利用式（1）计算每个DEM单元的投影角，生成与DEM数据同样大小的投影角文件， 

φ为投影角,向量为成像面的法线，向量为地面单元的法线； 

然后，结合生成的投影角文件，利用公式（2）计算每个DEM单元在等相位面γ上的投影面积，生成等相位面的投影面积文件， 

dγ_DEM(i,j)＝dσ_DEM(i,j)·sinφ(i,j)    （2） 

其中，(i,j)表示DEM影像的行列号，dσ是SAR影像像元对应的实际地面面积，dγ是平面波等相位面散射单元，φ(i,j)是行列号为(i,j)的DEM像元对应的投影角。 

6.根据权利要求1所述的基于成像面表征的极化SAR地形辐射校正和几何纠正方法，其特征在于：步骤5）中，结合等相位投影面积文件和初始行列号查找表，利用式（3）计算初始模拟SAR影像，像元值为所对应的初始等相位面散射积分面积， 

其中，(i,j)表示DEM影像的行列号，(r,a)表示SAR影像的行列号；dγ_DEM(i,j)是行列号为(i,j)的地面单元面积在等相位面上的投影面积，是行列号为(r,a)的SAR影像像元所对应的等相位面的散射积分面积。 

7.根据权利要求1所述的基于成像面表征的极化SAR地形辐射校正和几何纠正方法，其特征在于：步骤6）中，由于极化SAR影像参数的精度低，DEM 生成的模拟影像与真实SAR影像之间存在偏移，利用匹配算法，求得初始模拟SAR影像与真实SAR影像之间的偏移量，建立两者之间的多项式纠正方程，精化行列号查找表；然后结合等相位投影面积文件，重新得到与真实SAR影像相匹配的精化模拟SAR影像。