SAR影像几何校正中重采样和插值方法探析
星载合成孔径雷达影像几何校正的开题报告
星载合成孔径雷达影像几何校正的开题报告开题报告题目：星载合成孔径雷达影像几何校正1. 研究背景和意义近年来，随着卫星遥感技术的快速发展，星载合成孔径雷达（SAR）遥感已成为实现对地观测的重要手段之一。
SAR遥感具有克服气象光学影响、覆盖范围广、夜间和云层遮挡影响小等优点。
然而，SAR影像的几何形变问题一直是影响SAR遥感产品应用的核心问题。
该问题来源于SAR工作原理。
SAR利用后向散射原理测量地面目标的散射特性，通过接收机接收反射回来的电磁波，进而生成二维影像。
然而，由于地球曲率、地理纬度等因素的影响，SAR影像会产生几何形变、形状畸变和位置偏移等问题，这些问题都会影响SAR影像几何精度和准确度，影响后续的图像处理和分析。
为了解决这一问题，SAR影像必须进行几何校正。
几何校正是指将SAR影像的几何形变纠正至真实地理坐标系下的几何形态。
几何校正包括平移、旋转、缩放和畸变校正等步骤。
因此，本文旨在研究SAR影像几何校正方法，探讨如何将SAR影像的几何形变纠正至真实地理坐标系下的几何形态，为后续遥感产品的精度和准确度提供支持。
2. 研究内容和目标本文的研究内容主要包括：（1）SAR影像几何形变的原因和影响；（2）SAR影像几何校正的基本原理和方法；（3）SAR影像几何校正算法的设计和实现；（4）SAR影像几何校正的评价和应用。
本文的研究目标是：（1）掌握SAR影像的基本原理和遥感处理流程；（2）了解SAR影像几何形变的原因和影响；（3）深入探究SAR影像几何校正的基本原理和方法；（4）设计并实现SAR影像几何校正算法，实现对SAR影像几何形变的纠正和重构；（5）评价和应用SAR影像几何校正的效果和精度，为后续遥感产品的提取和分析打下基础。
3. 研究方法与计划本文的研究方法主要包括文献调研、算法设计和实现、实验评价等。
具体计划如下：（1）第一阶段：文献调研通过对SAR影像处理领域的经典著作、论文等文献资料进行调研，掌握SAR影像几何校正的理论基础、经典算法及现有工具。
一种基于 RPC 模型的 SAR 影像几何精纠正新方法
一种基于 RPC 模型的 SAR 影像几何精纠正新方法刘美琳【摘要】Synthetic Aperture Radar (SAR ) images have advantages of being usefulness all-weather and all-phase. Therefore,they have been widely used in terrain mapping and change detection.Rational Polynomial Coefficient (RPC)model is a novel method being used in SAR image geo-location,which is a highly accurate general model comparing with the physical model and can be used to take place of the physical model.This paper utilizes GCPs (Ground Controlling Points)to achieve RPC model refining and puts forward a novel method of SAR geocorrection based on the refined RPC Model.The test site is in Genhe district in Inner Mongolia province in China and the test images are TerraSAR-X and Radarsat-2 images.This paper concludes that:(1)RPC Model has a highly accuracy compared with R-D model,which is all most 10e-6 pixel.(2)Based on the refined RPC model,the geo-location accuracy of TerraSAR-X image is 0.01 pixel and the one of Rasarsat-2 image is 0.1 pixel. (3)The quality of orthoimages of geocorrection can be several meters based on refined RPC model.%RPC（Rational Polynomial Coefficient）是最新提出的应用于 SAR （Synthetic Aperture Radar）影像定位的模型算法，该模型通过对严格物理模型的高精度拟合，达到替代严格物理模型的目的。
SAR影像的几何精纠正
2. 1 距离条件
如图 1, 设 RS 为雷达天线中心 S 到地面点 P 的
距离
(斜距
),
D
S
为扫
0
描
延ห้องสมุดไป่ตู้
迟,
H
为传感器到数据归
化平面 (基准面 )的航高, R0 为扫描延迟在数据归化
面上的投 影, ( X, Y, Z ) 为 点 P 的 物 方空 间坐 标,
F. L eberl模型是目前被广泛使用的 SAR 构像 模型, 它建立在 SAR 成像的零多普勒条件和距离条 件上, 较好地体现了 SAR 成像的物理条件。但是由 于地球自转等因素的影响, 星载 SAR 传感器的雷达 波束与天线的速度矢量之间不存在 严格的正交关 系, 波 束中 心的 多普 勒频率 通常 不为 零, 此时 F. L eberl模型的零多普勒条件不满 足。针对此现象, 本文采用多项式拟和多普勒中心频率的方法, 对原 始的 F. L eberl模型进行修正, 以更真实地描述星载 SAR 传感器成像时 的几何关系。 ERS 卫星影像和 机载 SAR 影像的实验结果表明, 文中提出的改进方 法可显著提高 F. L eberl模型的定位精度, 并且模型 参数解算过程稳定, 对星载、机载 SAR 影像具有普 遍适用性。
再保持为零。对于星载 SAR 影像, 其多普勒条件应 严格表示为 [ 4] :
fD = -
2 R
S
R
v
=-
2 RS
[X S
(X
- XS
)
+
YS
(
Y-
YS
)
+
ZS
(Z
-
SAR图像处理
SAR图像处理班级：学号：姓名：一：SAR图像概述：SAR是一种可成像的雷达，它所用的雷达波段大约是300MHz到30GHz。
比如一般用的波段是1~10GHz的合成孔径雷达，大气对这种波段的影响不大。
也就是说如果天上有一个合成孔径雷达卫星，白天黑夜、大气的云雾雨雪等天气变化对雷达看到的结果影响甚微，可忽略不计。
所以合成孔径雷达是一种全天时、全天候的雷达，它所成的图像就是SAR图像了。
SAR图像的场景和照相机拍出来的场景类似，只不过波段不同看到的事物也不一样。
SAR都是斜视的，而光学的可以垂直照射。
二 SAR图像成像原理雷达是通过发射微波，接收地面目标反射的回波来获得信息的一种主动微波遥感，而且主要采用侧视雷达。
侧视雷达的工作原理是把天线安装在飞行器的侧面，在垂直于航线的一侧或两侧发射雷达波束，这个波束在航向上很窄，在距离向上很宽，覆盖了地面上一个很窄的条带，随着飞行器向前移动，不断地发射这样的波束，并接收相应的地面窄带上各种地物的回波信号。
这样，雷达波束在目标区域上扫过，获得该地区的连续带状。
平行于飞行航线的方向称为方位向，垂直于航线的方向称为距离向。
图像的灰度与后向散射波强相关，反映地表的粗糙性、介电常数等性质。
侧视雷达又可以分为真实孔径侧视雷达和合成孔径侧视雷达。
真实孔径雷达是一种以天线的真实孔径工作的侧视雷达，这种雷达的方位向分辨率比较低，要提高方位向分辨率，只有加大天线的孔径，尽量缩短观测距离和采用较短波长的电磁波，但是在实际应用中，这些办法受到很多因素的限制，因此要想进一步提高方位向分辨率，往往采用合成孔径技术。
合成孔径雷达（SAR）作为一种高分辨成像雷达，其基本思想是：将同时处于天线主波束内的真实孔径雷达不能区分的多个目标的多普勒频率和相位同时加以记录和处理，然后再根据多普勒频率和相位的不同来识别相邻的目标。
也就是说，利用飞行器的移动，将真实孔径雷达的小天线依次携带到相应于线性天线阵列的各个阵元应该放置的位置上，而在每个位置上发射一个雷达信号并接收其回波加以存储，当发射单元移动一个波束宽度的距离后，存储的信号与一个实际线性天线阵诸阵元所接收到的天线信号非常相似。
引入坐标映射原理的弹载SAR图像几何校正算法
引入坐标映射原理的弹载SAR图像几何校正算法I. 引言- SAR（合成孔径雷达）技术的基本原理与发展概述- SAR图像几何校正的重要性和研究现状- 本文提出的基于坐标映射原理的弹载SAR图像几何校正算法的研究目的和意义II. 坐标映射原理- 坐标映射原理的定义和基本概念- 坐标映射原理在SAR图像几何校正中的应用- 坐标映射原理在几何变换中的作用和优势III. 弹载SAR图像几何校正算法设计- 弹载SAR系统的几何模型和误差源分析- 坐标映射原理在弹载SAR图像几何校正中的具体应用- 弹载SAR图像几何校正算法的技术流程和实现步骤IV. 实验结果分析- 实验数据源和预处理- 弹载SAR图像几何校正算法的几何校正效果评价指标介绍- 弹载SAR图像几何校正算法的实验结果分析及与传统方法的比较V. 结论与展望- 本文提出的基于坐标映射原理的弹载SAR图像几何校正算法的优劣分析- 算法未来的发展方向和改进方案- 本文实验数据的实际应用前景探讨VI. 参考文献I. 引言1.1 SAR技术的基本原理与发展概述SAR（合成孔径雷达）技术是一种基于雷达原理的成像技术，通过发射脉冲信号并接收回波信号，利用电磁波的反射、衍射和干涉等特性构建目标的散射特性信息，再通过信号处理和成像算法对多次接收信号进行合成处理，得到目标区域的高分辨率图像。
自上世纪50年代起，SAR技术在雷达成像、遥感和军事领域得到了广泛应用和发展。
目前，SAR技术已成为遥感技术中不可或缺的一部分，其在农业、林业、环保、地质等领域的应用也逐渐扩展。
1.2 SAR图像几何校正的重要性和研究现状SAR图像几何校正是SAR数据处理中的重要步骤，其目的是将采集到的原始SAR数据映射到真实世界坐标系下，实现SAR图像的测量和分析。
SAR图像几何校正对于遥感信息提取和应用具有重要意义。
例如，在资源环境调查、自然灾害监测和军事情报等领域中，需要对遥感数据进行几何校正，以准确地测量和分析目标区域的特征和状态。
一种新的机载SAR 图像几何校正和定位算法
关键词: 机载合成孔径雷达; 子孔径; 几何校正; 目标定位
中图分类号: TN957151
文献标识码 : A
文章编号: 037222112 ( 2007) 0320553204
A Novel Geometric Calibration a nd Target Location Algorithm for Air2Borne SAR Image
SUN Wen2feng1, 2, CHEN An1, DENG Hai2tao1, YU Gen2miao1, 3
( 1. China Electronic Technology Group Corporation No. 38 Research Institute, Hefei , Anhui 230031, China ; 2. Wuhan Radar Academy , Wuhan, Hubei 430019, China)
勒频率
r( i, j ) = x 2( i , j ) + y2( i , j ) + h2
fa(
i,
j)=
2Kv#
y( i , j ) r(i, j)
( 12)
最后, 在原 始图 像中 选 取斜 距 和多 普 勒频 率 最接 近 r
#
x y
( 9)
3 几何校正和定位算法
几何校正和定位算法步骤:
第一步: 由式(3) 计 算每个像 素点在 子孔径坐 标系
中的坐标( x ( m, n) , y( m, n) ) ;
第二步: 由式( 9) 计 算每个像 素点的 经纬 度( b ( m,
n ) , a ( m, n) ) . 所需的坐标系旋转角 A在得到 GPS 给出
基于SAR的遥感图像几何校正研究
基于SAR的遥感图像几何校正研究摘要：高分辨率遥感卫星和合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)的空前进步，能够为地形图测绘提供重要的数据源。
SAR作为一种主动式微波遥感，其影像的高几何分辨率对制图非常有利，可用于测绘地形图、制作正射影像图、编绘各种专题图。
本文讲述了雷达遥感原理及图像的几何校正方法。
关键词：合成孔径雷达:几何校正；数字高程模型；Abstract: With the country’s economic development, there is a growing demand for the topographic maps . High-resolution remote sensing satellites and SAR have had an unprecedented progress and it becomes an important data source for the topographic mapping. SAR as an positive microwave remote sensing, high geometric resolution of its images are very beneficial to mapping. It can be used for mapping topographic maps, produced orthophoto maps, compilation of various thematic maps. This paper describes the principles of radar remote sensing and image geometric correction method.Keyword: Synthetic Aperture Radar; Geometric Correction; Digital elevation model一、引言高分辨率遥感卫星以及影像处理系统的相继出现使得困难地区的地形图测绘和快速更新大比例尺地形图成为可能。
02_SAR数据基本处理
没限制； • 短基线（SBAS）渐进式处理，提高处理效率。
SARscape国内外主要用户
支持多源雷达系统
– ERS-1/2 – JERS-1 – RADARSAT-1 – RADARSAT-2 – ENVISAT ASAR – ALOS PALSAR – TerraSAR-X – TanDEM-X(+bistatic) – COSMO-SkyMed – OrbiSAR-1 (X、P-band) – E-SAR – RISAT-1 – STANAG 7023 – RAMSES – TELAER – GLAS/IceSat DEM
JSC KrasnoyarskGeofizika, Russia KEOC, Korea KKC - Kokusai Kogyo Co.,Ltd, Japan Kongsberg Satellite Services AS,
Norway LLC VNIIGAZ, Russia Lockheed Martin, USA MDA, USA & Canada OHB System GmbH, Germany PASCO Cooperation, Japan Peking University, China Pöyry Environment Oy, Finland Raytheon, USA Russian Academy of Sciences, Russia SaTReCi, Korea Statoil Hydro, Norway SWF Studio, Italy TELESPAZIO, Italy TOTAL, France USGS, USA ……
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SAR影像几何校正中重采样和插值方法探析
摘要：几何精校正中重采样内插方法是为了使校正后的输出图像像元与输入的未校正图像相对应，根据确定的校正公式，对输入图像的数据重新排列。
常用的重采样方法有最近邻点法、双线性插值和三次卷积法。
考虑到上面3种方法的优缺点，提出一种快速重采样方法。
关键词：几何精校正插值方法重采样
0 引言
几何校正按照重采样方式分为直接法和间接法。
以间接法校正为例，加入输出图像阵列中的任一像素在原始图像中的投影点位坐标值为整数时，便可简单地将整数点位上的原始图像的已有亮度值间接取出填入输出图像。
但若该投影点位的坐标计算值不为整数时，原始图像阵列中该非整数点位上并无现成的亮度存在，于是就必须采用适当的方法把该点位周围邻近整数点位上亮度值对该点的亮度贡献累积起来，构成该点位的新亮度值。
这个过程即称为数字图像亮度值的重采样。
1 精校正方法
几何精校正中重采样内插方法是为了使校正后的输出图像像元与输入的未校正图像相对应，根据确定的校正公式，对输入图像的数据重新排列。
常用的重采样方法有最近邻点法、双线性插值和三次卷
积法。
最近邻点法的优点是算法简单且能保持原始图像的亮度值不变，但常使采样后的遥感图像在亮度上不连续，原来光滑的边界出现锯齿状。
这种情况在图像的边缘表现得尤为突出。
双线性插值法的优点是计算较为简单，校正后的图像亮度连续，但因其具有低通滤波的性质，造成高频信息的损失，常使采样后的遥感图像变得模糊。
三次卷积法对前述两种方法的缺点都能克服，但计算量极大。
2 重采样方法
2.1 双线性插值法
该法的重采样函数是对辛克函数的更粗略近似，表达方式如下：
3 结语
该采样算法与双线性插值法很相似，不同的是该算法只考虑待采样点周围的两个点，而不是双线性插值法的四个点，因此从算法上来说较后者简单，与最近邻近插值法相比，该算法考虑了待采样点周围的像素亮度值对待采样点的亮度值的贡献，能够保持原图像的光谱信息，使得重采样图像具有较好的采样效果和质量。