[發(fā)明專利]SAR照射區(qū)域的仿真場(chǎng)景模型建立方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310538345.8
• 申請(qǐng)日: 2013-11-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103631990A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱國(guó)慶;董純柱;王超;殷紅成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京環(huán)境特性研究所
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 北京市京大律師事務(wù)所 11321
• 代理人: 張璐;方曉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)技術(shù)，尤其涉及一種SAR照射區(qū)域的仿真場(chǎng)景模型建立方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

SAR（Synthetic?Aperture?Radar，合成孔徑雷達(dá)）是新計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)支持下誕生的一種新型遙感設(shè)備，廣泛應(yīng)用于航空測(cè)量、航空遙感、衛(wèi)星海洋觀測(cè)、航天偵察、圖像匹配制導(dǎo)等領(lǐng)域，其中，SAR回波仿真技術(shù)對(duì)于SAR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、噪聲和雜波抑制、成像處理算法研究，以及SAR成像的自動(dòng)解譯等具有重要作用，可以代替高成本的飛行試驗(yàn)，提供大量符合特定參量需求的SAR回波數(shù)據(jù)；由于SAR回波仿真效率和準(zhǔn)確性依賴于SAR仿真場(chǎng)景模型的可靠性和質(zhì)量，如何保證SAR仿真場(chǎng)景模型的可靠性和質(zhì)量便成了目前研究的熱點(diǎn)。

對(duì)SAR回波獲取的DEM（Digital?Elevation?Model，數(shù)字高程模型）數(shù)據(jù)采用Delaunay狄洛尼三角劃分進(jìn)行SAR照射區(qū)域的仿真場(chǎng)景建模是現(xiàn)有技術(shù)中常用的方法，該方法雖然簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)，但是進(jìn)行Delaunay三角劃分需要去掉DEM格網(wǎng)中的一些數(shù)據(jù)點(diǎn)，用這些不規(guī)整的點(diǎn)連成三角網(wǎng)格表現(xiàn)地形表面的起伏，如果SAR回波獲取的DEM數(shù)據(jù)點(diǎn)比較稀疏，而對(duì)場(chǎng)景模型的使用和精度要求較高時(shí)，則在此基礎(chǔ)上建立的模型不能準(zhǔn)確地反映地形起伏。

一種改進(jìn)的SAR照射區(qū)域的仿真場(chǎng)景建模方法，該方法的流程如圖1所示，首先利用細(xì)分過(guò)程中，在兩個(gè)或多個(gè)DEM數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行插值，以增加DEM數(shù)據(jù)，之后，對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行Delaunay三角劃分，能夠?qū)Φ匦纹鸱M(jìn)行準(zhǔn)確的模擬，是目前公認(rèn)的較佳的方法。

然而，上述方法即使在場(chǎng)景模型的使用和精度要求不高時(shí)，也會(huì)對(duì)間距較小的DEM數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行插值，造成了DEM數(shù)據(jù)冗余，在此基礎(chǔ)上，采用冗余的DEM數(shù)據(jù)點(diǎn)建立的場(chǎng)景模型會(huì)嚴(yán)重降低對(duì)該模型的仿真效率。因此，必要提供一種能夠采用精簡(jiǎn)的DEM數(shù)據(jù)對(duì)SAR照射區(qū)域的仿真場(chǎng)景建模的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種SAR照射區(qū)域的仿真場(chǎng)景模型建立方法和系統(tǒng)，以更為精簡(jiǎn)的DEM數(shù)據(jù)建立的仿真場(chǎng)景模型。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種SAR照射區(qū)域的仿真場(chǎng)景模型建立方法，包括：

對(duì)所述照射區(qū)域的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行插值后，針對(duì)插值后的DEM數(shù)據(jù)中的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，計(jì)算該數(shù)據(jù)點(diǎn)的法向矢量、主曲率信息，并根據(jù)所述主曲率信息計(jì)算出該數(shù)據(jù)點(diǎn)的高斯曲率；并

對(duì)所述插值后的DEM數(shù)據(jù)中的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的高斯曲率進(jìn)行平均，得到平均高斯曲率；

將所述插值后的DEM數(shù)據(jù)中高斯曲率小于所述平均高斯曲率的數(shù)據(jù)點(diǎn)剔除后得到精簡(jiǎn)的DEM數(shù)據(jù)；

對(duì)所述精簡(jiǎn)的DEM數(shù)據(jù)的點(diǎn)云進(jìn)行三角剖分，形成非均勻三角網(wǎng)格模型后，對(duì)每個(gè)三角網(wǎng)格進(jìn)行屬性裝配后得到所述照射區(qū)域的仿真場(chǎng)景模型。

進(jìn)一步，所述對(duì)所述照射區(qū)域的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行插值，具體為：

對(duì)所述照射區(qū)域的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行分形插值：

對(duì)所述照射區(qū)域的DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行至少一次中點(diǎn)線性插值；并在每次中點(diǎn)線性插值后，對(duì)于本次插入到所述DEM數(shù)據(jù)中的插值點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償；

其中，對(duì)于第k次插入到所述DEM數(shù)據(jù)中的一個(gè)平面坐標(biāo)為(x0,y0)的插值點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償項(xiàng)根據(jù)如下公式1計(jì)算得到：

Sk(L2k)H×σ×1-22H-2×N(0,1)]]>???（公式1）

其中，L為所述照射區(qū)域的DEM數(shù)據(jù)的初始網(wǎng)格間距；N(0,1)為白噪聲隨機(jī)值；分形參數(shù)H和方差σ根據(jù)如下公式2和3計(jì)算得到：