从单幅雷达影像提取地面高程信息

杨杰; 廖明生; 江万寿; 杨文

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从单幅雷达影像提取地面高程信息

杨杰, 廖明生, 江万寿, 杨文

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杨杰, 廖明生, 江万寿, 杨文. 从单幅雷达影像提取地面高程信息[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2000, 25(6): 537-541.

引用本文:

杨杰, 廖明生, 江万寿, 杨文. 从单幅雷达影像提取地面高程信息[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2000, 25(6): 537-541.

YANG Jie, LIAO Mingsheng, JIANG Wanshou, YANG Wen. Extraction of the Elevation from Single SAR Image[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2000, 25(6): 537-541.

Citation:

YANG Jie, LIAO Mingsheng, JIANG Wanshou, YANG Wen. Extraction of the Elevation from Single SAR Image[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2000, 25(6): 537-541.

从单幅雷达影像提取地面高程信息

武汉测绘科技大学测绘遥感信息工程国家重点实验室, 武汉市珞喻路129号, 430079

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(69782001);国家测绘局测绘科技发展基金资助项目(99008)

详细信息

作者简介:
杨杰,男,28岁,博士生。现主要从事计算机视觉方面的研究。已发表论文8篇。E-mail:yangjie@hp01.wtusm.edu.cn

中图分类号: TP751.1

Extraction of the Elevation from Single SAR Image

National Laboratory for Information Engineering in Surveying, Mapping and Remote Sensing, WTUSM, 129 Luoyu Road, Wuhan, China, 430079

摘要: 对目前存在的两种从雷达影像提取地面高程信息的方法进行了分析和评述,提出了用雷达测角从单幅雷达影像来获得地面高程信息的方法。该方法通过对雷达成像模型的分析,采用兰伯特平面来模拟地表面,并以此建立起后向散射模型,在模型已有的数学关系基础上推导出每点的高程增量表达式。然后运用积分对得到的高程增量进行求和来计算地面高程信息。但这样直接得到的结果较为粗糙(主要受到雷达斑点噪声和方位向不连续性的干扰),因此又提出用多行多个方向积分来消除雷达斑点噪声干扰的方法。最后为了进一步改善结果,引进模拟退火算法来进一步进行后处理,得到了满意的效果。
- 微波遥感 /
- 雷达影像 /
- 雷达测角 /
- 数字高程模型 /
- 多行线形积分 /
- 模拟退火算法
Abstract: Wi th the development of spatial technology, computer technology and photo-electricity technique,microwave remote sensing becomes one of the advanced fields of remote sensing.Many countries invest a lot to develop SAR(Synthetic Aperture Radar) which possesses the ability of penetrability and can acquire data in all-weather and all-time. Topographic information is important in many geographic applications.Synthetic Aperture Radar (SAR) is a kind of imaging radar capable of producing high-resolution images in all weather and all-day conditions.But it usually needs image pair or more images to generate DEM from SAR imagery, such as interferometric SAR (InSAR) and radargrammetry.The imaging conditions (look-angle, space baseline, for acquiring the image pair sometimes are very difficult. SAR is a side-looking imaging mode and its image is very sensitive to the terrain shape.The tittle undulation of the terrain may induce the change of the image gray distribution and/or the texture characteristics.In this paper, the radarclinometry for extracting the earth elevation from only single SAR image is investigated,which is based on the shape-from-shading principle developed in computer vision.Firstly, the approaches for generation of the digital terrain elevation from the SAR image data are discussed.Secondly, the method of radarclinometry will be briefly described.The elevation reconstruct ion relies on a Lambertian assumption for the terrain backscatter model.Then a single-line integral process is applied to calculate each pixel altitude, but it is still contaminated by noise.Finally, the multi-line integral processing with various directions and the simulated annealing algorithm are respectively introduced to improve the single-line integral processing result.The presented experiment results are promising in many geographic applications.
- microwave remote sensing /
- SAR image /
- radarclinometry /
- digital elevation map /
- many lines integration /
- simulated annealing arithmetic

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[2]	李振洪, 李鹏, 丁咚, 王厚杰. 全球高分辨率数字高程模型研究进展与展望 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(12): 1927-1942. doi: 10.13203/j.whugis20180295
[3]	张志伟, 暴景阳, 肖付民, 辛键. 利用模拟退火算法反演多波束测量声速剖面 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(8): 1234-1241. doi: 10.13203/j.whugis20160304
[4]	刘修国, 王玉着, 刘旭东, 高伟, 张唯. 双层异步迭代洪水演进模拟算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(12): 1570-1576,1612. doi: 10.13203/j.whugis20140710
[5]	余凡, 李海涛, 张承明, 万紫, 刘江, 赵颖. 利用双极化微波遥感数据反演土壤水分的新方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(2): 225-228. doi: 10.13203/j.whugis20120527
[6]	周毅, 汤国安, 习羽, 田剑. 引入改进Snake模型的黄土地形沟沿线连接算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(1): 82-85.
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[8]	胡海, 游涟, 胡鹏, 彭会琨. 数字高程模型内插方法的分析和选择 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(1): 82-85.
[9]	蒋厚军, 廖明生, 张路, 王腾. 高分辨率雷达卫星COSMO-SkyMed干涉测量生成DEM的实验研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(9): 1055-1058.
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[11]	胡鹏, 白轶多, 胡海. 数字高程模型生成中的高程序同构 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(3): 352-357.
[12]	王伟, 沈振中. 大坝统计预警模型的改进粒子群耦合方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(8): 987-991.
[13]	刘水强, 陈继业, 朱鸿鹏. 基于经验模式分解的数字高程模型数据伪装方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(6): 652-655.
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[15]	刘学锋, 孟令奎, 赵春宇. 基于DEM的含油气盆地油气运移路径模拟 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2004, 29(4): 371-375.
[16]	钱俊, 舒宁. 基于EM算法和单幅雷达图像阴影的控制点坡度校正 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2004, 29(12): 1089-1092.
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从单幅雷达影像提取地面高程信息

武汉测绘科技大学测绘遥感信息工程国家重点实验室, 武汉市珞喻路129号, 430079

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(69782001);国家测绘局测绘科技发展基金资助项目(99008)

作者简介:
杨杰,男,28岁,博士生。现主要从事计算机视觉方面的研究。已发表论文8篇。E-mail:yangjie@hp01.wtusm.edu.cn

收稿日期: 2000-07-20
刊出日期: 2000-06-05

中图分类号: TP751.1

关键词:

摘要: 对目前存在的两种从雷达影像提取地面高程信息的方法进行了分析和评述,提出了用雷达测角从单幅雷达影像来获得地面高程信息的方法。该方法通过对雷达成像模型的分析,采用兰伯特平面来模拟地表面,并以此建立起后向散射模型,在模型已有的数学关系基础上推导出每点的高程增量表达式。然后运用积分对得到的高程增量进行求和来计算地面高程信息。但这样直接得到的结果较为粗糙(主要受到雷达斑点噪声和方位向不连续性的干扰),因此又提出用多行多个方向积分来消除雷达斑点噪声干扰的方法。最后为了进一步改善结果,引进模拟退火算法来进一步进行后处理,得到了满意的效果。

English Abstract

Extraction of the Elevation from Single SAR Image

National Laboratory for Information Engineering in Surveying, Mapping and Remote Sensing, WTUSM, 129 Luoyu Road, Wuhan, China, 430079

Received Date: 2000-07-20
Publish Date: 2000-06-05

Keywords:

Abstract: Wi th the development of spatial technology, computer technology and photo-electricity technique,microwave remote sensing becomes one of the advanced fields of remote sensing.Many countries invest a lot to develop SAR(Synthetic Aperture Radar) which possesses the ability of penetrability and can acquire data in all-weather and all-time. Topographic information is important in many geographic applications.Synthetic Aperture Radar (SAR) is a kind of imaging radar capable of producing high-resolution images in all weather and all-day conditions.But it usually needs image pair or more images to generate DEM from SAR imagery, such as interferometric SAR (InSAR) and radargrammetry.The imaging conditions (look-angle, space baseline, for acquiring the image pair sometimes are very difficult. SAR is a side-looking imaging mode and its image is very sensitive to the terrain shape.The tittle undulation of the terrain may induce the change of the image gray distribution and/or the texture characteristics.In this paper, the radarclinometry for extracting the earth elevation from only single SAR image is investigated,which is based on the shape-from-shading principle developed in computer vision.Firstly, the approaches for generation of the digital terrain elevation from the SAR image data are discussed.Secondly, the method of radarclinometry will be briefly described.The elevation reconstruct ion relies on a Lambertian assumption for the terrain backscatter model.Then a single-line integral process is applied to calculate each pixel altitude, but it is still contaminated by noise.Finally, the multi-line integral processing with various directions and the simulated annealing algorithm are respectively introduced to improve the single-line integral processing result.The presented experiment results are promising in many geographic applications.

杨杰, 廖明生, 江万寿, 杨文. 从单幅雷达影像提取地面高程信息[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2000, 25(6): 537-541.

引用本文:

杨杰, 廖明生, 江万寿, 杨文. 从单幅雷达影像提取地面高程信息[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2000, 25(6): 537-541.

YANG Jie, LIAO Mingsheng, JIANG Wanshou, YANG Wen. Extraction of the Elevation from Single SAR Image[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2000, 25(6): 537-541.

Citation:

YANG Jie, LIAO Mingsheng, JIANG Wanshou, YANG Wen. Extraction of the Elevation from Single SAR Image[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2000, 25(6): 537-541.