[發明專利]一種SAR圖像入射角估算方法

有效

• 申請號: 201510058251.X
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN104574428B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 王國軍;張風麗;沙敏敏;符喜優;邵蕓
• 申請（專利權）人: 中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所11303
• 代理人: 劉晶婷

技術領域

本發明涉及SAR圖像入射角估算技術領域，特別是涉及一種基于建筑物目標圖像特征的SAR圖像入射角估算方法。

背景技術

合成孔徑雷達(SAR)為斜距側視成像，發射并接收地物后向散射回波能量，不同距離向的地物對應不同的入射角。當同一類地物處于不同的入射角之下時，其后向散射特性不盡相同，即SAR圖像特征與雷達入射角有關。在SAR圖像分析、參數反演與信息提取過程中，入射角是不可或缺的雷達成像參數。因此SAR圖像入射角估算是SAR數據處理中的一個重要環節。現有的雷達圖像入射角估算方法主要是通過測量傳感器航高并利用余弦定理來估算圖像入射角θ，如附圖1所示，具體的計算公式(1.1)如下：

其中，H為傳感器航高，Re為地球半徑，O為地球球心，R為斜距，從SAR圖像中獲得。

然而，當獲取的SAR圖像缺少傳感器航高等信息時，特別是在時效性要求特別高的應急救災中，現有方法無法估算雷達圖像入射角，從而限制了SAR圖像的應用。

由此可見，上述現有的SAR圖像入射角估算方法在使用上，顯然仍存在有不足，而亟待加以進一步改進。如何能創設一種使用更廣泛的新的基于建筑物目標圖像特征的SAR圖像入射角估算方法，成為當前業界改進的目標。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供使用更廣泛的基于建筑物目標圖像特征的SAR圖像入射角估算方法，使其在缺少傳感器航高等信息的情況下，利用SAR斜距圖像中的建筑物目標亮線與方位向的夾角來估算SAR圖像的入射角參數，從而克服現有的SAR圖像入射角估算方法的不足。

為解決上述技術問題，本發明提供一種SAR圖像入射角估算方法，所述估算方法的步驟包括：

(一)從SAR斜距圖像中獲取包含建筑物目標的圖像切片，選擇該圖像中建筑物目標的兩條亮線以及兩條亮線的交點P，確定一條通過交點P且平行于方位向的直線，該直線與兩條亮線的兩個夾角為方位角φ₁和φ₂；

(二)方位角φ₁和φ₂的估算；

(三)根據SAR圖像入射角θ與方位角φ₁和φ₂之間的定量關系：計算SAR圖像入射角θ值。

進一步改進，所述步驟(二)中方位角φ₁和φ₂的估算方法包括如下步驟：

(1)以交點P為起點，作平行于方位向的線段PQ和以線段PQ為對稱軸的集合R₁和集合R₂；

(2)以交點P為中心旋轉線段PQ、集合R₁和集合R₂，旋轉角度為α，則集合R₁和集合R₂的圖像像素值隨著旋轉角度α變化而變化，以公式：分別求取集合R₁和集合R₂的像元均值和其中，N₁(α)和N₂(α)分別為集合R₁和集合R₂內像素個數，g_i為集合R₁中的第i個像元灰度值，g_j為集合R₂中的第j個像元灰度值；

(3)以公式：計算集合R₁和集合R₂的均值比例算子ρ(α)，在α∈[0,90°]范圍內，ρ(α)為最大值時對應的旋轉角度α為方位角φ₁；在α∈[90°,180°]范圍內，ρ(α)為最大值時對應的旋轉角度α為方位角φ₂的補角。

進一步改進，所述步驟(3)中通過繪制均值比例算子ρ(α)與旋轉角度α的變化曲線，獲得所述均值比例算子ρ(α)的兩個最大值。

進一步改進，所述步驟(1)中集合R₁和集合R₂為對稱矩形。

進一步改進，所述步驟(二)中方位角φ₁和φ₂值的估算是通過人工選點方式從所述SAR斜距圖像切片中得到。

采用上述的技術方案，本發明具有以下優點：