[發(fā)明專利]一種SAR圖像中海冰運動特征的提取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210314370.3
• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN102867184A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設計）人: 楊永紅;奚彩萍;凌霖;林明
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發(fā)明屬于微波海洋遙感技術領域，具體涉及一種SAR圖像中海冰運動特征的提取方法。

背景技術

海冰是指由海水直接凍結而成的咸水冰，由固體冰、鹵水及含有鹽分的氣泡等組成的混合物。海冰在海洋水文，大氣環(huán)流及氣候等研究領域中也是重要影響因素之一，尤其薄海冰在海洋表面熱量流、水汽流及鹽度流的研究中起到關鍵作用。同時，海冰的漂移及擴散運動可對海上石油平臺、船舶運輸等造成嚴重威脅。

目前，觀測站、海上監(jiān)測平臺、破冰船及衛(wèi)星遙感是海冰監(jiān)測的主要方法。光波、紅外和微波是主動/被動衛(wèi)星遙感器常用的輻射源，屬于間接測量方法，具有觀測范圍廣的特點。與光波、紅外相比，微波具有不受陽光、云、霧及雨等天氣條件的限制，已在海冰觀測中發(fā)揮了重要作用。如ENVISAT、ERS及RADARSAT-2等衛(wèi)星上搭載的合成孔徑雷達(synthetic?aperture?radar，SAR)。從SAR圖像上不僅可識別出不同類型的海冰，如初生冰、初期冰、一年冰及多年冰等；還可采用二幅SAR圖像提取海冰的運動特征。

在海冰及其不連續(xù)結構處(如水道、裂縫及冰脊等)，存在著復雜的運動形式，如剛性運動、拉伸、彎曲、剪切、分散、匯合、塑性流動、彈性流動及粘性流動等。在SAR圖像中把海冰運動大致分為全局運動和局部運動，全局運動是指海冰的大尺度剛性運動，表現為SAR圖像的平移或者旋轉，與像素點無關，即與海冰空間位置無關；而局部運動是指近剛性運動中局部的、分段連續(xù)運動等，與像素點有關，即與海冰空間位置有關。由于SAR衛(wèi)星采用極軌方式運行，受到低時間采樣率的限制(通常0.5-3天)。海冰的全局運動通常有幾十公里遠，可達到100~200個像素距離。

差分法、區(qū)域法及特征法是圖像中運動檢測常用的方法。面對SAR圖像的全局運動，這些方法具有效率低，精度差等缺點，同時也影響了海冰局部運動特征的提取。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：為了解決現有技術中存在的問題和不足，本發(fā)明提供了一種效率高、精度高的SAR圖像中海冰運動特征的提取方法。

技術方案：一種SAR圖像中海冰運動特征的提取方法，包括如下步驟：

步驟1，讀入重復觀測的2幅大小為M×N的SAR圖像，且觀測2幅SAR圖像的時間間隔為Δt，SAR圖像的方位向分辨率記為ρ_x，距離向分辨率記為ρ_y，將2幅SAR圖像分別記為I₁(m,n)和I₂(m,n)，其中，m＝1,2,...,M，n＝1,2,...,N，x為方位向，y為距離向；其中時間間隔Δt是指觀測同一地區(qū)兩幅SAR圖像的時間差，通常為1~3天；基于上述2幅SAR圖像，提取海冰在此期間的運動。

步驟2，分別對SAR圖像I₁(m,n)和I₂(m,n)做平滑處理及下采樣，選擇K個大小為L×L的圖像塊，組成K個圖像對，分別記為