雷达卫星影像极化方式
基于Sentinel-1双极化的鄱阳湖地形提取方法
基于Sentinel-1双极化的鄱阳湖地形提取方法
乐颖;刘聚涛
【期刊名称】《江西水利科技》
【年(卷),期】2024(50)1
【摘要】数字高程模型可以提供丰富的地形信息,是研究生态环境、地质地貌、地表形变监测等问题的重要基础资料。
本文以SRTM DEM作为参考DEM,利用四景Sentinel-1双极化雷达影像对鄱阳湖的数字高程模型进行了反演,更新重建了该区
域的地形结果,从可视化和精度两个方面,根据山体阴影图、等高线图、相干系数图
和数学拟合模型等对比分析了VV极化和VH极化这两种极化方式反演DEM结果。
结果表明:利用雷达影像提取鄱阳湖地形是行之有效的,数字高程模型的分辨率为13.90m,与参考DEM相比,提高了53.67%;根据线性数学模型和二次数学模型对
VV极化方式和VH极化方式反演结果进行拟合分析,决定系数分别为0.93和0.94,说明这两种极化方式反演出的DEM结果相似性很高,均可以准确反演出研究区域
的地形结果,反演出的湖底地形可为水利部门展开河湖管理提供数据支撑。
【总页数】7页(P10-15)
【作者】乐颖;刘聚涛
【作者单位】江西省水利科学院;江西省鄱阳湖流域生态水利技术创新中心
【正文语种】中文
【中图分类】P237
【相关文献】
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TerraSAR 卫星遥感数据技术参数
TerraSAR-X卫星为德国研制的一颗高分辨率雷达卫星，携带一颗高频率的X波段合成孔径雷达传感器，可以聚束式、条带式和推扫式3种模式成像，并拥有多种极化方式。
可全天时、全天候地获取用户要求的任一成像区域的高分辨率影像。
TanDEM-X于2010年6月21日成功发射，这两颗卫星在3年内将反复扫描整个地球表面，最终绘制出高精度的３Ｄ地球数字模型。
为目前所有商用卫星雷达中，提供高分辨率之卫星雷达数据、分辨率高达1米。
TerraSAR-X卫星由EADS Astrium公司建造，德国航空航天中心的任务是把数据应用于科学目的，同时负责任务的设计、执行，以及卫星控制。
Astrium 公司在卫星研发、建造与应用等方面提供经费支持。
卫星的建造和发射总成本为1.3亿欧元。
德国航空航天中心支付1.02亿欧元，其他2800万欧元由Astrium 航天公司支付。
地面段的研制和未来五年任务中需要的开支还需要5500万欧元，德国航空航天中心将负责提供其中的4500万欧元，剩余部分由Astrium公司子公司Infoterra GmbH提供。
TerraSAR-X卫星的建造基于从以往雷达任务中获取的技术知识，科学家们还研制了用于卫星的新技术。
TerraSAR-X的一个出色特征是高空间分辨率、超常规雷达系统。
科学家利用TerraSAR-X卫星能够详细研究土壤特征，观察并更好的分类不同耕作物。
TerraSAR-X还将为城市区域观测提供全新的视角。
TerraSAR-X的高分辨率将能够精确测绘独立建筑、城市结构和基础设施(如公路、铁路沿线)。
TerraSAR-X还可以应用于海洋和沿海区域观测，利用雷达观测两极地区。
（详情点击进入官网或来电咨询）TerraSAR-X卫星参数样片TerraSAR-1TerraSAR-2广西善图科技有限公司是一家集遥感数据获取、深度加工、遥感信息提取及解译、行业应用、软件服务、解决方案为一体的股份制高新技术企业。
雷达天线圆极化方式
雷达天线圆极化方式雷达是一种利用电磁波进行探测和测量的设备，广泛应用于军事、民用和科学研究领域。
雷达天线是雷达系统中的核心组成部分之一，它负责发射和接收电磁波信号。
天线的极化方式对雷达的性能和应用具有重要影响，其中圆极化是一种常见且重要的极化方式。
所谓极化方式，是指电磁波传播的方向与电磁场的振动方向之间的关系。
在雷达领域中，电磁波的极化方式可以分为水平极化、垂直极化和圆极化三种。
在雷达天线圆极化方式中，电磁波的电场矢量在传播过程中沿着圆周方向旋转，这种旋转的方向可以是顺时针或逆时针。
雷达天线圆极化方式具有许多优点。
首先，圆极化可以提供更好的抗干扰性能。
由于大气中存在各种干扰源，如电力线、电视信号等，这些干扰源往往具有特定的极化方式。
采用圆极化的雷达天线可以在一定程度上抑制这些干扰信号，提高雷达系统的探测性能。
圆极化还可以提供更好的穿透性能。
在雷达探测中，有时需要穿透复杂的地形或建筑物进行目标探测，而这些障碍物会产生信号的衰减和多次反射。
采用圆极化的雷达天线可以有效减弱多次反射信号的影响，提高雷达系统对目标的探测能力。
圆极化还具有多路径传播抑制的功能。
在雷达系统中，信号传播过程中会经历多次反射、衍射和散射，这些多路径效应会导致信号幅度和相位的变化。
采用圆极化的雷达天线可以在一定程度上抑制多路径效应，提高雷达系统的测量精度和目标分辨率。
在实际应用中，雷达天线圆极化方式的选择需要考虑多方面因素。
首先，目标的极化特性是选择圆极化的重要依据之一。
当目标的极化特性不确定或目标具有复杂的极化特性时，采用圆极化的雷达天线可以增加目标的探测概率。
雷达天线圆极化方式的选择还需要考虑雷达系统的工作频率和波束宽度。
不同频率和波束宽度对圆极化的要求也不同，需要根据具体应用场景进行选择。
雷达天线圆极化方式的选择还需要考虑系统成本和工程实施的可行性。
不同的圆极化方式对天线设计和制造都会有一定的要求，需要综合考虑技术可行性和经济效益。
RADARSAT-2 卫星雷达数据
一、卫星概要：RADARSAT-2是一颗搭载C波段传感器的高分辨率商用雷达卫星，由加拿大太空署与MDA公司合作，于2007年12月14日在哈萨克斯坦拜科努尔基地发射升空。
卫星设计寿命7年而预计使用寿命可达12年。
RADARSAT-2具有多种分辨率成像能力（最高分辨率可达1米），多种极化方式使用户选择更为灵活，根据指令进行左右视切换获取图像缩短了卫星的重访周期，增加了立体数据的获取能力。
另外，卫星具有强大的数据存储功能和高精度姿态测量及控制能力。
二、RADARSAT-2卫星特点1、多分辨率（最高分辨率可达1米）、多极化方式供客户选择。
2、高幅宽高性价比：在同等高分辨率模式下，RADARSAT-2覆盖的面积为商业SAR卫星中最大。
3、重访次数增加（左右视）：对于需要较高重访频率去访问感兴趣区域（ AOI）的运行性用户，提高了监测效率。
4、快速获取数据能力：提供客户编程、紧急编程多种选择，可实现近实时处理，数据接收后不到30分钟可处理完成。
5、星上存储能力增强：可以获取世界任何地方的数据后，到北京地面站进行回放下传。
三、基本参数RADARSAT-2卫星基本参数RADARSAT-2波速模式特征四、RADARSAT-2 雷达数据样片Radarsat-2雷达数据样片一Radarsat-2 雷达数据样片二Radarsat-2分辨率3米超精细模式极化方式HH Radarsat-2 雷达数据样片三Radarsat-2-1Radarsat-2 雷达数据样片四Radarsat-2-2我们是一家集遥感数据获取、深度加工、遥感信息提取及解译、行业应用、软件服务、解决方案为一体的股份制高新技术企业。
依托东盟和北部湾经济发展优势，服务辐射全国和越南、泰国、缅甸、印度尼西亚等东南亚国家。
在不断的发展过程中，企业始终专注于遥感技术的标准化、专业化、民用化服务，用遥感开阔眼界，让数据服务世界。
COSMOS雷达卫星影像介绍
北京揽宇方圆信息技术有限公司COSMOS雷达卫星影像介绍COSMO-SkyMed是意大利空间地球观测系统。
由意大利航天局和国防部研制及运行，为军民两用系统。
其产品和服务被广泛用于风险管理、科学研究、商业应用以及国防情报领域。
该系统由4颗低轨中型卫星组成，每颗卫星搭载x波段高分辨率合成孔径雷达(SAR)，根据不同图像尺寸和分辨率需求，具备多种观测模式。
1.聚束式：米级分辨率图像。
2.两种条带式：分别由两种不同的极化方式获得米级分辨率。
3.两种ScanSAR模式：获取中等分辨率(100米)的大范围图像。
利用四颗在轨卫星中的两颗卫星对地面同一点位置进行联合观测，可以得到地面三维SAR图像。
聚束模式：在聚束式工作模式下，雷达对某一场景的观测时间比标准条带式更长，从而增加了天线合成孔径，提高了方位分辨率。
COSMO-SkyMed雷达还有一种增强聚束模式，通过天线电子扫描，使波束中心位于成像中心之外，从而实现成像中心的扩散。
图7给出了该模式下对南非开普敦体育场的成像结果。
条带式：当卫星平台移动时，天线在地球表面扫过一条轨迹。
理论上，SAR雷达可以再其工作周期(约600秒)内扫过任意方位向距离。
最大可扫过约4500公里的距离。
条带式有两种不同的实现方式，一种是“Himage”，另一种是“PingPong”。
在Himage模式下，雷达发射/接收配置固定不变，从而接收到地面散射点的整个多普勒带宽信号。
方位向波束扫过的宽度为40公里，对应的数据采集时间为6.5秒。
在PingPong模式下，雷达利用条带映射方式进行成像，成像过程不同的极化方式交替切换(VV、HH、HV和VH)。
在此模式下，仅有部分方位向的合成孔径用于成像，因此方位向分辨率有所降低。
方位向波束扫过的宽度为30公里，对应的数据采集为5.0秒。
ScanSAR模式：该模式成像范围大，但空间分辨率较低。
因在不同的相邻子区域内进行周期性扫描而得名。
同样，其方位向分辨率相对聚束式有所降低，通过将一组条带图像拼接为一幅大的图像。
交叉极化 vh 和同极化 vv 数据的相位高度值。
交叉极化 vh 和同极化 vv 数据的相位高度值。
交叉极化 VH 和同极化 VV 数据的相位高度值通常用来衡量雷
达信号的极化特性。
VH 和 VV 分别是主通道和次通道的极化方式，
它们对应的电场矢量方向是相反的，也就是说，如果雷达天线发送的电场矢量是 VH，那么接收的电场矢量就是 VV。
相位高度值是指雷达信号在空间中的角度，它可以用来描述雷达目标的位置和方向。
对于 VH 和 VV 极化方式，它们的相位高度值可以用来衡量目标在雷达方向上的极化特性。
通常情况下，VH 和 VV 极化的相位高度值是相反的，也就是说，如果 VH 极化的相位高度值为x，那么 VV 极化的相位高度值就是-x。
雷达系统中使用的极化方式不止 VH 和 VV 两种，还有其他的极化方式，比如 HV 和 HH，它们的相位高度值也有所不同。
因此，在
雷达数据处理中，需要根据目标的特性和雷达系统所采用的极化方式，选择合适的极化方式和相位高度值来进行目标分析和定位。
TerraSAR-X卫星成像模式介绍
北京揽宇方圆信息技术有限公司TerraSAR-X卫星成像模式介绍一、卫星概要：TerraSAR-X卫星为德国研制的一颗高分辨率雷达卫星，携带一颗高频率的X波段合成孔径雷达传感器，可以聚束式、条带式和推扫式3种模式成像，并拥有多种极化方式。
可全天时、全天候地获取用户要求的任一成像区域的高分辨率影像。
TanDEM-X于2010年6月21日成功发射，这两颗卫星在3年内将反复扫描整个地球表面，最终绘制出高精度的３Ｄ地球数字模型。
二、TerraSAR-X卫星主要特点1、多分辨率（1m/3m/18.5m）和覆盖区域：对于特定目标区域采用高分辨率，对大面积覆盖采用中等分辨率2、任何其他的商业星载传感器都无法比拟的几何精度3、极高的辐射精度4、不受天气影响，对地球上的任何地点，重访周期最长2.5天（95%的地区可达到2天重访）5、独特的敏捷性（成像和极化模式的快速切换）6、可应用于多种领域：防灾：洪水监测、地震监测、火山监测、滑坡、溢油监测农业：农作物分类、农作物长势监测及估产制图：地物提取、变化监测、地图制图林业：森林分类、林业资源评估与监测水文：土壤湿度监测、沼泽地识别海洋：海冰类型识别、冰川监测、极地监测、海洋表面监测地质：岩性构造、城市地面沉降、矿区沉降监测北京揽宇方圆信息技术有限公司是国内的领先遥感卫星数据机构，遥感行业的国家高新技术企业，整合全球200多颗遥感卫星数据资源，遥感卫星影像数据贯穿中国1960年至今的所有商业卫星影像数据，是中国遥感卫星数据资源最多的专业遥感卫星数据服务机构，提供多尺度、多分辨率、全覆盖的遥感卫星影像数据服务，最大限度的保证了遥感影像数据获取的及时性和完整性。
分发不同性能、技术应用上可以互补的多种卫星影像，包括光学、雷达卫星影像、历史遥感影像等各种卫星数据服务，各种专业应用目的的图像处理、解译、顾问服务以及基于卫星影像的各种解决方案等。
公司拥有完全自主知识产权、高性能、满足大规模遥感数据集中处理的空间大数据管理与服务系统。
RADARSAT-2雷达卫星影像价格及极化方式介绍
北京揽宇方圆信息技术有限公司RADARSAT-2雷达卫星影像价格及极化方式介绍RADARSAT-2具有3米高分辨率成像能力，多种极化方式使用户选择更为灵活，根据指令进行左右视切换获取图像缩短了卫星的重访周期，增加了立体数据的获取能力。
另外，卫星具有强大的数据存储功能和高精度姿态测量及控制能力。
产品模式行业应用防灾：洪水监测、地质灾害监测、溢油监测农业：农作物分类、农作物长势监测及估产制图：地物提取、变化监测、地图制图林业：森林分类、林业资源评估与监测水文：土壤湿度监测、沼泽地识别海洋：海冰类型识别、冰川监测地质：岩性构造产品分类―SLC（Single Look Complex），即单视复型产品。
它采用单视处理，保留了SAR相位信息，以32bit复数形式记录图像数据，相位信息用于干涉处理。
―SGX（SAR Georeferenced Extra Fine Resolution），即SAR地理参考超精细分辨率产品，地距产品，产品依据Nyquist采样定律采用较小的像元大小。
―SGF（SAR Georeferenced Fine Resolution），即SAR地理参考精细分辨率产品，地距产品，与SGX相仿，采用较大像元大小。
―SCN（ScanSAR Narrow Beam），即窄幅ScanSAR产品。
图象为25m×25m的像元尺寸。
―SCW（ScanSAR Wide Beam），即宽幅ScanSAR产品。
图像为50m×50m的像元尺寸。
―SSG（SAR Systematically Geocoded），即SAR地理编码系统校正产品。
该产品在SGF产品的基础上进行了地图投影校正。
―SPG（SAR Precision Geocoded），即SAR地理编码精校正产品。
该产品与SSG产品相仿，不同之处在于采用地面控制点对几何校正模型进行修正，从而大大提高了产品的几何精度。
卫星数据价格北京揽宇方圆信息技术有限公司。
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雷达卫星影像极化方式
雷达卫星影像在极化方面，不同的被观测物体对于入射的不同极化波，后向散射不同的极化波。
因此空间遥感可以使用多波段来增加信息含量，也可以用不同的极化来增强，提高识别目标的准确度。
经验表明，对于海洋应用，L波段的HH极化较敏感，而C波段是VV极化比较好；对于低散射率的草地和道路，水平极化使地物之间有较大的差异，所以，地形测绘用的星载SAR都使用水平极化；对粗糙度大于波长的陆地，HH或VV无明显变化。
下图所示，同一目标对于四种不同极化的成像，V表示垂直极化。
经验表明，不同极化下同一地物的回波强弱不同，图像的色调也不一样，增加了识别地物目标的信息。
相同极化（HH，VV）和交叉极化（HV，VH）的信息比较，可以显著地增加雷达图像信息，而且，植被和其他不同地物的极化回波之间的信息差别比不同波段之间的差别更敏感。
所以，多极化工作是SAR卫星发展方向之一。
一、卫星类型
(1)光学卫星：worldview1、worldview2、worldview3、worldview4、quickbird、geoeye、ikonos、pleiades、deimos、spot1、kompsat系例、spot2、spot3、spot4、spot5、spot6、spot7、landsat5(tm)、Sentinel-卫星、landsat(etm)、rapideye、alos、kompsat系例卫星、planet卫星、北京二号、高景一号、资源三号、高分一号、高分二号、环境卫星。
(2)雷达卫星：terrasar-x、radarsat-2、alos雷达卫星、高分三号卫星、哨兵卫星
(3)侦查卫星：美国锁眼卫星全系例(1960-1980)
二、卫星分辨率
(1)0.3米：worldview3、worldview4
(2)0.4米：worldview3、worldview2、geoeye、kompsat-3A
(3)0.5米：worldview3、worldview2、geoeye、worldview1、pleiades
(4)0.6米：quickbird、锁眼卫星
(5)1米：ikonos、高分二号、kompsat、deimos
(6)1.5米：spot6、spot7、锁眼卫星
(7)2.5米：spot5、alos、资源三号、高分一号、锁眼卫星
(8)5米:spot5、rapideye、锁眼卫星、planet卫星4米
(9)10米:spot5、spot4、spot3、spot2、spot1、Sentinel-卫星
(10)15米:landsat5(tm)、landsat(etm)
三、卫星国籍
(1)美国：worldview1、worldview2、worldview3、quickbird、geoeye、ikonos、landsat5(tm)、landsat(etm)、锁眼卫星、planet卫星
(2)法国：pleiades、spot1、spot2、spot3、spot4、spot5、spot6
(3)中国：资源三号、高分一号、高分二号、高景卫星
(4)德国：terrasar-x、rapideye
(5)加拿大：radarsat-2
四、卫星发射年份
(1)1960-1980年：锁眼卫星(0.6米分辨率至10米)
(2)1980-1990年：landsat5(tm)、spot1
(3)1990-2000年：spot2、spot3、spot4、landsat(etm)、ikonos
(4)2000-2010年：quickbird、worldview1、worldview2、spot5、rapideye、radarsat-2、alos
(5)2010-：spot6、spot7、资源三号、高分一号、高分二号、worldview3、worldview4、pleiades、高景卫星、planet卫星优势：
1：北京揽宇方圆国内老牌卫星数据公司，经营时间久，行业口碑相传，1800个行业用户选择的实力见证。
2：北京揽宇方圆遥感数据购买专人数据查询一对一服务，数据查询网址是卫星公司网。
3：北京揽宇方圆拥有大型正版遥感处理软件，遥感数据处理工程师有10年以上遥感处理工作经验，并有国家大型项目工作经验自主卫星数据处理软件著作权，最大限度保持遥感卫星影像处理的真实度。
4：北京揽宇方圆国家高新技术企业，通过ISO900认证的国际质量管理操作体系，无论是遥感卫星品质和遥感数据处理质量，都能得到保障。
5：影像数据官方渠道：所有的卫星数据都是卫星公司授权的原始数据，全球公众数据查询网址公开查询，影像数据质量一目了然，数据反应客观公正实事求是，数据处理技术团队国标规范操作，提供的是行业优质的专业化服务。
6：签定正规合同：影像数据服务付款前，买卖双方须签订服务合同，提供合同相应的正规发票，发票国家税网可以详细查询，有增值税普通发票和增值税专用发票两种发票类型可供选择。
以最有效的法律手段来保障您的权益。
7：对公帐号转款：合同约定的对公帐号，与合同主体名发票上面的帐号名称一致，是由工商行政管理部门核准的公司银行账户，所有交易记录均能查询，保障资金安全。
8：售后服务：完善的售后服务体制，全国热线，登陆官网客服服务同步。
技术能力说明
北京揽宇方圆拥有大型正版遥感处理软件，遥感数据处理工程师有10年以上遥感处理工作经验，并有国家大型项目工作经验自主卫星数据处理软件著作权，最大限度保持遥感卫星影像处理的真实度。
公司形象展示
信誉证书、荣誉证书、相关资质证书
卫星遥感影像技术服务ISO（9001）认证证书复印件
高新技术企业认定证明文件
国家A级纳税人
遥感卫星影像地图技术服务系统
遥感卫星影像三维仿真推演系统
卫星影像质量快速检验系统著作权登记证
历史遥感图像检验系统著作权登记证
锁眼卫星影像处理软件著作权登记证
多时空多光谱数据处理系统著作权登记证
北京揽宇方圆信息技术有限公司。