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。

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。

SAR影像几何校正研究摘要:合成孔径雷达成像技术是雷达技术、现代电子技术和数字信号处理技术的有机结合,它使得传统雷达功能发生了质的飞跃。

随着SAR成像处理技术的日益成熟,其成像质量不断提高,成为目前高科技条件下一种不可取代的探测、侦查手段。

在军事、经济和科技研究等各方面都有重大价值和广泛应用前景。

本文在查阅大量文献和国内外研究的基础上,归纳了研究方法和研究成果。

关键词:SAR 影像几何校正合成孔径雷达,又名微波成像雷达,是指以“合成孔径”原理和脉冲压缩技术为理论基础,以高速数字处理和精确运动补偿为技术条件的高分辨率成像雷达。

SAR是一种高分辨率成像雷达,同时也是一种全天候的遥感对地观测技术,使用它可以在能见度极其恶劣的气候条件下获取类似光学照相的高分辨率雷达影像。

在制图、地质、灾害监测、水文、农业等众多领域有着广泛的使用。

随着星载和机载SAR技术的不断发展,对SAR影像的应用研究也逐步深入。

为了能应用SAR 影像进行各种监测和分析统计,并且将SAR影像与其他各种影像进行融合、配准等,需要准确知道其对应的空间位置信息。

当需要知道空间位置信息,或者要进行多时p2 SAR影像特征2.1 SAR影像几何特征因为SAR的斜距成像特点,所以SAR影像上会出现和光学遥感影像显著不同的几何形变特征。

(1)透视收缩:SAR传感器是斜距测量仪器,它是面向雷达的坡面在SAR斜距影像上被缩小。

透视收缩的程度与坡度及当地入射角有关。

(2)叠掩:假设目标到SAR方向的当地坡度大小超过了雷达入射角,那么从坡面的顶部反射的信号要先于坡面底部反射信号到达传感器,从而在SAR成像面上就会出现坡的顶、底颠倒的现象,这就是所说的叠掩。

(3)阴影:如果一个坡面背向雷达的照射方向,雷达信号就无法到达该坡面及其相关区域,因此在雷达影像上相应的成像区域的信号为零,表现为非常暗的影像特征。

3 SAR影像处理的关键技术3.1 辐射校正多光谱扫描仪获取SAR影像时,每扫描一次将会获得6行信息,如果有一个探测器发生故障,会导致失漏一行数据,在数据上产生一条黑线。