基于局部线性映射的SAR海冰图像入射角校正

摘要

为了在单次飞行中采集到更大范围的地物信息，很多SAR(Synthetic ApertureRadar)系统采用了ScanSAR(Scanning Synthetic Aperture Radar)工作模式。在该模式下，星载雷达在距离向上的扫描宽度能达到100km以上，其侧视角度即入射角的变化范围在20°-40°之间。为了消除由此引起的入射角效应的影响，有必要在ScanSAR数据解译之前，进行入射角效应的校正。
　　基于前人对入射角效应校正方法的研究，本文提出了一种新的校正算法。用于实验的两组SAR数据集分别是采集于加拿大圣劳伦斯湾的RADARSAT-2数据和采集于中国渤海的ENVISAT ASAR数据。为了实现在地物信息不足的情况下的校正，将原始图像沿距离向分割成若干个图像块，实现基于图像块的初级非监督分类。由分类图像提取各地物类型的掩膜，并针对特定地物类型用本文提出的LLM（locally linear mapping，局部线性映射）方法实现按类校正。考虑到方位线内后向散射值分布的离散和非线性的特点，LLM方法先对方位线内各地物类的后向散射值进行数值排序，然后近似平均的分成若干个子集以保证各子集内后向散射值的分布是局部线性的，由此实现方位线与参考线间的局部线性映射。算法中所用参数能在图像分析过程中自适应产生，实现自动校正。该算法只以地物类型的数量信息为先验知识，有很好的可移植性。实验表明，LLM方法的性能优于类HIST算法，使校正后的ScanSAR图像细节更丰富，纹理更清晰。最后，本文讨论了方位线的距离向间距与平均后向散射值变化率之间的关系。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 文章的研究内容与创新点

1．4 论文内容安排

1．5 本章小结

第二章 SAR基础知识

2．1 入射角

2．2 ScanSAR成像原理

2．3 常用的ScanSAR系统

2．4 海冰的雷达后向散射

2．5 海冰后向散射与频率、极化和入射角的相关性

2．6 海冰绘图

2．7 本章小结

第三章 入射角效应的校正方法

3．1 研究区域

3．2 实验数据

3．3 数据预处理

3．3．1 相干斑噪声抑制

3．3．2 SAR图像的辐射定标

3．4 入射角校正方法

3．4．1 类HIST校正方法

3．4．2 LLM校正方法

3．5 本章小结

第四章 入射角校正结果与分析

4．1 RADARSAT-2影像的入射角相关性

4．2 基于图像块的分类结果

4．3 入射角校正结果

4．3．1 LLM与类HIST的校正结果

4．3．2 RMSE定量评估

4．4 方位线间距的选择

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果清单