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国家自然科学基金委重点项目:SAR信息一体化处理与环境参数反演
时间:2016-09-18

  一、项目概况 

  项目针对当前SAR环境参数反演应用与SAR数据处理之间缺乏有效的整体设计和协同的问题,提出了SAR信息一体化处理与环境参数反演的新思路。面向典型的自然和非自然环境参数,开展SAR成像处理、图像处理、数据挖掘、参数反演的一体化方法研究。 

  项目的主要研究内容包括:1SAR信息处理与环境参数反演一体化理论框架研究;2、高保真相位的干涉SAR信息一体化处理与形变参数反演研究,发展高精度的相位高保真模型;3、建筑物群非平稳散射的SAR信息一体化处理与参数反演研究,发展非平稳散射信息处理与参数反演方法;4、地震倒塌建筑物分布快速提取的SAR信息一体化处理方法研究;5、面向参数优化的SAR信息一体化处理与海冰参数反演研究;6SAR信息一体化处理与参数反演的效果评价方法及验证研究。

 

  项目总体研究思路 

  二、项目进展情况 

  1、在已形成的面向应用的SAR信息理念基础上,形成SAR信息一体化理论框架,丰富SAR一体化内涵。从一体化的深度和广度等不同角度提出典型的SAR信息一体化模式,初步建立了SAR信息一体化处理评价指标标准。 

  2、针对城市复杂区非平稳散射问题,提出以频谱为关键目标的SAR一体化处理流程,从成像处理、图像处理及应用多角度开展频谱优化研究。具体包括利用滤波结果的SAR图像聚焦反馈流程、方位模糊镜像重构方法、基于非平稳信息的极化SAR图像滤波方法以及复分布非圆程度一体化提取方法等,提高了建筑物的检测效果。 

  复分布非圆程度一体化提取方法应用 

  3、形成以海冰类型识别为目标SAR图像处理、海冰类型敏感信息获取,以及分类方法优化的SAR一体化处理框架。具体包括基于纹理及海冰密集度的海冰分类方法,针对ScanSAR数据扇贝效应和子带本底噪声提出的纹理信息再优化的反馈一体化方法,结合入射角敏感度信息的冰水分离方法。

 

  北极波弗特海RADARSAT-2 分类图 

  4SAR获取模式的多样性在给应用提供不同类型信息的同时,也带来了成像算法的繁杂。本研究利用混合度因子,提出SAR统一回波模型,将条带、凝视、聚束、滑动聚束、TOPS等模式统一为一种广义模式,并在此基础上将各类成像算法统一到标准的框架内,形成SAR信息成像处理一体化。 

  5、在建筑物散射机制研究的基础,建立倒塌建筑物的散射及极化定量特征,并在提取结果的定量化分析的基础上,发展针对敏感参数的SAR一体化方法,从而提高倒塌建筑物提取精度。 

  6、针对SAR多基线干涉两个重要信息:残余运动误差和时变基线误差,提出了应用SAR影像、干涉图、DEMPOS数据和SAR精准几何成像模型五个数据元对两个误差参量进行估计和补偿的研究方法。同时应以不准确的数据源,包含误差的SAR原始数据和干涉图,估计误差然后回馈到成像环节,应用回归递进的方法对两个数据源进行逐渐补偿,最后获取精确的干涉相位信息。 

  7、目前该项目已经发表SCI论文39篇,申请发明专利10项,出版专著1本,组织国际和国内研讨会2次。 

  三、项目研究水平与创新性 

  针对长期以来,SAR成像处理、SAR图像处理以及 SAR 对地观测应用缺乏一体化的整体设计和协同, 在处理时也往往各自使用自己的默认参数等引起的问题,该项目提出面向环境参数反演的 SAR 信息一体化处理新思路,建立了 SAR 信息处理与环境参数反演一体化理论框架,并在该框架的指导下,开展面向自然分布式目标和非自然目标典型环境参数反演的 SAR 信息一体化处理模型与方法研究,重点建立了相位高保真SAR信息一体化处理方法、基于参数优化的SAR海冰信息提一体化处理方法、SAR建筑物群非平稳散射信息一体化处理方法、以及SAR倒塌建筑物分布信息一体化处理方法。 

  该研究是SAR数据处理和信息提取的一项创新和一个重要方向,对促进雷达对地观测的发展会起到重要作用,对SAR信息处理理论及应用做出贡献。 

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