[發(fā)明專利]機(jī)載干涉合成孔徑雷達(dá)影像的幾何校正方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210164248.6
• 申請日: 2022-02-23
• 公開（公告）號: CN114463638B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李芳芳;洪文;胡玉新;韓冰;胡東輝;張?jiān)骆?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
• 主分類號: G06V20/10
• 分類號: G06V20/10;G06T5/00;G06T3/00;G06T3/40
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周天宇

本公開提供一種機(jī)載干涉合成孔徑雷達(dá)影像的幾何校正方法，包括：識別機(jī)載干涉合成孔徑雷達(dá)影像中的建筑物區(qū)域和非建筑物區(qū)域；對所述非建筑物區(qū)域中的各像素進(jìn)行幾何校正；根據(jù)所述建筑物區(qū)域中各建筑物的大小將所述建筑物區(qū)域劃分為至少一個子塊，對于每一子塊，計(jì)算高斯坐標(biāo)系下子塊與斜距坐標(biāo)系下子塊之間的仿射變換系數(shù)；根據(jù)所述仿射變換系數(shù)對子塊內(nèi)的各像素進(jìn)行幾何校正，得到高斯坐標(biāo)下校正后的幅度圖像；對所述幅度圖像進(jìn)行插值處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及電子信息技術(shù)雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)載干涉合成孔徑雷達(dá)影像的幾何校正方法。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar，SAR)影像幾何校正的目的是修正SAR原始圖像的幾何變形，生成符合某種地圖投影或圖形表達(dá)要求的新圖像。目前，機(jī)載SAR系統(tǒng)具備高精度的GPS定位系統(tǒng)，因此，幾何校正過程需要重點(diǎn)考慮地形起伏的影響。

干涉合成孔徑雷達(dá)(Interferometric SAR，InSAR)利用合成孔徑雷達(dá)(SAR)兩個通道的干涉相位信息提取地表的高程信息，能夠?qū)AR的測量拓展到三維空間。因而，機(jī)載干涉SAR能利用自身獲得的高精度DEM進(jìn)行影像的幾何校正，對消除地形起伏對成像的影響具有優(yōu)勢。

機(jī)載干涉SAR幾何校正的通常的方法是根據(jù)已知的DEM，逐個像素聯(lián)立距離多普勒方程求解其平面定位。這一方法存在的問題是：一是計(jì)算效率低，對大面積影像，逐個像素計(jì)算耗費(fèi)時間長，另外，干涉SAR獲得的DEM本身存在一定的噪聲，在建筑物區(qū)域，受疊掩、陰影幾何畸變影響，相位噪聲大、DEM數(shù)據(jù)噪聲較大，由此會造成平面定位的偏差，尤其在建筑物的邊緣，定位偏差在幾何校正后的影像上就會表現(xiàn)為邊緣的扭曲，影響目視解譯。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本公開提供一種機(jī)載干涉合成孔徑雷達(dá)影像的幾何校正方法，包括：識別機(jī)載干涉合成孔徑雷達(dá)影像中的建筑物區(qū)域和非建筑物區(qū)域；對所述非建筑物區(qū)域中的各像素進(jìn)行幾何校正；根據(jù)所述建筑物區(qū)域中各建筑物的大小將所述建筑物區(qū)域劃分為至少一個子塊，對于每一子塊，計(jì)算高斯坐標(biāo)系下子塊與斜距坐標(biāo)系下子塊之間的仿射變換系數(shù)；根據(jù)所述仿射變換系數(shù)對子塊內(nèi)的各像素進(jìn)行幾何校正，得到高斯坐標(biāo)下校正后的幅度圖像；對所述幅度圖像進(jìn)行插值處理。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，其中，所述識別機(jī)載干涉合成孔徑雷達(dá)影像中的建筑物區(qū)域和非建筑物區(qū)域包括：計(jì)算所述機(jī)載干涉合成孔徑雷達(dá)影像的變差系數(shù)；基于所述變差系數(shù)，采用最大類間方差法對所述機(jī)載干涉合成孔徑雷達(dá)影像中的像素進(jìn)行分類，識別所述建筑物區(qū)域和非建筑物區(qū)域。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，其中，所述對所述非建筑物區(qū)域中的各像素進(jìn)行幾何校正包括：獲取所述非建筑物區(qū)域中的各像素的高程值、各像素成像時的載機(jī)位置和載機(jī)速度、圖像近距、距離向像素間隔；根據(jù)各像素的高程值、各像素成像時的載機(jī)位置和載機(jī)速度、圖像近距、距離向像素間隔計(jì)算各像素的地面坐標(biāo)；計(jì)算各像素的地面坐標(biāo)在高斯網(wǎng)格中對應(yīng)的坐標(biāo)；根據(jù)各像素的坐標(biāo)將各像素的圖像幅度插入所述高斯網(wǎng)格中對應(yīng)的位置。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，其中，所述根據(jù)各像素的高程值、各像素成像時的載機(jī)位置和載機(jī)速度、圖像近距、距離向像素間隔計(jì)算各像素的地面坐標(biāo)包括：根據(jù)

計(jì)算各像素的地面坐標(biāo)，其中，(X_S，Y_S，Z_S)為像素成像時的載機(jī)位置，(V_X，V_Y，V_Z)為像素成像時的載機(jī)速度，R₀為圖像近距，ρ_r為距離向像素間隔，f_d為多普勒中心頻率，λ為波長，(X_G，Y_G)為像素的地面坐標(biāo)，Z_G像素的高程值。