[發(fā)明專利]一種合成孔徑雷達(dá)森林遙感數(shù)據(jù)的定量化模擬方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110247258.8
• 申請日: 2011-08-25
• 公開（公告）號: CN102401898A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾濤;孫晗偉;胡程
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種SAR森林遙感數(shù)據(jù)的定量化模擬方法，用于模擬針葉林和闊葉林的SAR遙感數(shù)據(jù)，其特征在于步驟如下：

1)建立三維森林場景的幾何模型，具體為：

采用分形地形模型構(gòu)造三維起伏地表；采用整體幾何結(jié)構(gòu)模型構(gòu)造單木三維結(jié)構(gòu)，通過樹木分叉的數(shù)目、樹木分叉的角度、樹枝的長度和樹枝的半徑四個(gè)參數(shù)各自的變化，并在其基礎(chǔ)上添加隨機(jī)擾動(dòng)來構(gòu)造模型；先構(gòu)造樹木個(gè)體的整體外形，然后在其內(nèi)部用一系列參數(shù)對樹木具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，其關(guān)鍵參數(shù)包括胸徑、冠層厚度和枝葉大小的計(jì)算均通過生物學(xué)公式或經(jīng)驗(yàn)值獲取，在一定程度上保持了所構(gòu)造樹木的生物特性，同時(shí)采用遞歸迭代的計(jì)算方法保證了計(jì)算機(jī)處理的高效性；

上述一系列參數(shù)包括：樹高、胸徑、冠幅、第一級樹枝個(gè)數(shù)、第一級樹枝起始半徑、第一級樹枝終止半徑、第一級樹枝長度、第二級樹枝個(gè)數(shù)、第二級樹枝起始半徑、第二級樹枝終止半徑、第二級樹枝長度、第三級樹枝個(gè)數(shù)、第三級樹枝半徑、第三級樹枝長度、葉片個(gè)數(shù)以及葉片的長、寬、高；

2)建立雷達(dá)后向散射模型，將整個(gè)森林場景的雷達(dá)后向散射模擬為由大量的散射介電粒子組成，這些散射粒子包括圓柱體和圓盤體兩種形式，森林的雷達(dá)后向散射模型同時(shí)考慮地表的表面散射和樹木冠層的體散射，包括地表直接散射、樹冠直接散射、樹干直接散射、樹冠與地表二次散射、樹干與地表二次散射，采用有限長介電圓柱體散射模型近似計(jì)算樹干和樹枝的雷達(dá)后向散射，采用GRG近似的圓盤體散射模型計(jì)算葉片的雷達(dá)后向散射；

3)進(jìn)行SAR回波信號模擬，將三維森林冠層模擬為由K個(gè)散射介電粒子組成的復(fù)雜介質(zhì)，介電粒子從樹木的枝干和葉片中提取，樹干、樹枝根據(jù)雷達(dá)分辨率劃分多個(gè)介電粒子，每個(gè)葉片獨(dú)立為一個(gè)介電粒子，每個(gè)介電粒子的位置有步驟1)中計(jì)算的樹木枝干、葉片的生長位置獲取，每個(gè)介電粒子的后向散射系數(shù)由步驟2)中計(jì)算的有限長介電圓柱體和圓盤體的后向散射獲取；

將整個(gè)森林場景的SAR回波信號表示為場景內(nèi)所有散射介電粒子的SAR回波信號相干疊加，采用一維頻域算法作為SAR回波信號模擬的核心算法得出SAR回波信號，在回波模擬過程中引入雷達(dá)系統(tǒng)非理想因素，包括天線指向誤差、雷達(dá)運(yùn)動(dòng)誤差、接收通道噪聲、極化通道耦合、接收通道不一致性；

4)對步驟3)的回波數(shù)據(jù)進(jìn)行SAR成像處理，采用成像處理算法對模擬回波數(shù)據(jù)進(jìn)行聚焦處理，得到SAR森林遙感影像。