[發明專利]一種基于空間幾何比值關系的SAR影像疊掩區域定位方法

在審

• 申請號: 202210012784.4
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114463417A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 汪韜陽;程前
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 羅飛

本發明涉及一種基于空間幾何比值關系的SAR影像疊掩區域定位方法。首先獲取SAR數據及其對應區域的DEM數據；根據SAR影像附帶的xml文件，獲取影像入射角；讀取RPC參數文件，構星載SAR影像的有理函數模型RFM；確定SAR影像四角像點坐標對應的大地坐標，并獲取大地坐標組成的最小外接矩形；根據最小外接矩形裁剪DEM數據，并對其重采樣；確定疊掩發生時物方像素與像方像素數量的比值關系閾值；在對重采樣DEM數據物方分塊的基礎上，結合多線程并行的方式計算每個物方子塊的掩膜，合并掩膜并進行后處理生成最終的疊掩掩膜。本發明提出的方法可用于快速生成SAR疊掩蓋掩膜，為SAR影像的進一步應用提供技術保障。

技術領域

本發明屬于微波遙感技術領域，具體涉及一種基于空間幾何比值關系的SAR影像疊掩區域定位方法。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一種利用微波探測地表目標的主動式成像傳感器，具有全天時、全天候成像的特點，可作為光學遙感的重要補充，已廣泛應用于測繪、海洋等。然而，SAR由于側視幾何成像的特點，當地形起伏較大時發生嚴重幾何畸變，如疊掩、陰影。其畸變程度與入射角有關，當坡度角大于入射角時，將發生疊掩現象。對于疊掩和陰影，來自這些失真區域的散射信號幾乎不包含有關地形覆蓋類型的信息，嚴重影響SAR影像的進一步大規模應用。在山區，疊掩是制約著SAR進一步應用的主要因素，嚴重影響圖像質量。隨著SAR技術在軍事、測繪等領域的大范圍應用，疊掩現象已經成為難以忽視的問題。而解決疊掩問題首先需要確定疊掩區域位置，傳統的疊掩區域定位方法需要計算目標點到傳感器的斜距隨距離向坐標增加時變化情況，方法復雜且需要知道嚴密模型的相關參數。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種基于空間幾何比值關系的SAR影像疊掩區域定位方法。從SAR成像幾何出發，通過分析成像機理，得到簡化的基于空間幾何比值關系的SAR影像疊掩區域定位方法，該方法可用于快速生成SAR疊掩蓋掩膜，為SAR影像的進一步應用提供技術保障。

為了達到上述目的，本發明提供的技術方案是一種基于空間幾何比值關系的SAR影像疊掩區域定位方法，包括以下步驟：

步驟1，獲取SAR原始影像，根據影像中心點范圍預估所在位置，獲取覆蓋影像范圍對應區域的DEM數據；

步驟2，解析SAR影像附帶的xml文件，獲取影像入射角；

步驟3，讀取RPC參數文件，構建星載SAR影像的有理函數模型；

步驟4，計算SAR影像四個角點的像點坐標，將四個角點的像點坐標換算成大地坐標，并根據大地坐標計算對應最小外接矩形；

步驟5，根據步驟4得到的最小外接矩形，裁剪步驟1中獲取的DEM數據，并對裁剪出的DEM數據重采樣到指定分辨率；

步驟6，根據SAR疊掩成像幾何構建地距與斜距的對應關系，并進行空間幾何轉換從而得到疊掩發生時物方像素與像方像素的比值關系閾值；

步驟7，根據步驟6得到的比值關系閾值生成疊掩區域的掩膜，實現疊掩區域的快速定位。

而且，所述步驟3中有理函數模型是將像點坐標(R,C)表示為以大地坐標(X,Y,Z)為自變量的多項式的比值，即：

式中，(X_n,Y_n,Z_n)、(r_n,c_n)分別表示大地坐標、像點坐標經平移和縮放后的正則化坐標，取值在[-1,1]之間；P_i(i＝1,2,3,4)為多項式。