合成孔径雷达图像特征

合成孔径雷达影像特征分析作者：曾浩炜来源：《科教导刊·电子版》2014年第23期摘要合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种全天候、全天时的现代高分辨率微波成像雷达。

SAR具有与光学遥感不同的集合特性和辐射特性，现已广泛地应用于各个领域。

本文利用Erdas和Matlab对SAR影像几何特征进行分析，具体分析SAR影像方向位、斜距向分辨率，分析SAR影像几何变形（叠掩、阴影、透视收缩），认识影像斑点噪声及其对影像分析的影响。

关键词合成孔径雷达 SAR影像几何特征噪声影响。

中图分类号：P237 文献标识码：A合成孔径雷达是二十世纪高新科技的产物，是利用合成孔径原理、脉冲压缩技术和信号处理方法，以真实的小孔径天线获得距离向和方位向双向高分辨率遥感成像的雷达系统，在成像雷达中占有绝对重要的地位。

近年来由于超大规模数字集成电路的发展、高速数字芯片的出现以及先进的数字信号处理算法的发展，使SAR具备全天候、全天时工作和实时处理信号的能力。

它在不同频段、不同极化下可得到目标的高分辨率雷达图像，为人们提供非常有用的目标信息，已经被广泛应用于军事、经济和科技等众多领域，有着广泛的应用前景和发展潜力。

1SAR影像分析1.1分辨率用erdas视窗打开img文件，浏览该SAR影像，从SAR影像头文件中可以得到该影像方位向分辨率为5米，斜距向分辨率为10米。

从影像上也可以看山体在上下方向上被拉伸了，如图1。

图1：转换img格式显示1.2显示在Matlab中将影像进行10：2的多视处理后，得到比例正常的影像，图2为放大部分区域影像。

图2：截图区域多视处理后1.3SAR影像几何变形（叠掩、阴影、透视收缩）（1）叠掩。

多个目标由于斜距相同，它们在影像上具有相同的位置，使这点的灰度值很大，这种现象叫做叠掩。

影像中有许多处山体左侧坡面几乎只有一条直线，影像右上角还有许多亮斑，这些都是叠掩。

雷达成像技术（保铮word版）第四章合成孔径雷达第四章合成孔径雷达合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar ，简称SAR ）是成像雷达中应用最多，也是本书讨论的重点。

在前几章对雷达如何获取高的距离分辨率和横向分辨的基础上，从本章开始用三章的篇幅对合成孔径雷达作较详细的讨论。

首先，结合工程实际介绍合成孔径雷达的原理。

在前面的讨论中已经提到，根据不同的要求，成像算法（特别是横向成像算法）有许多种，本章只介绍最简单的距离-多普勒算法的原理，目的是由此联系到对合成孔径雷达系统的要求以及工程实现方面的问题。

合成孔径雷达通常以场景作为观测对象，它与一般雷达有较大不同，我们将在本章讨论合成孔径雷达有别于一般雷达的一些技术性能和参数。

4.1 条带式合成孔径雷达成像算法的基本原理4.1所示，设X 轴为场景的中心线，Q 为线上的某一点目标，载机以高度H 平行于中心线飞行，离中心线的最近距离B R 为B R = （4.1）当载机位于A 点时，它与Q 点的斜距为R = （4.2）式中t X 为点目标Q 的横坐标。

当分析中心线上各个点目标的回波状况及成像算法时，可以在包括场景中心线（即X 轴）和载机航线的平面里进行。

至于场景里中心线外的情况将在后面说明，这里暂不讨论。

一般合成孔径雷达发射线性调频（LFM ）脉冲，由于载机运动使其到目标的距离发生变化，任一点目标回波在慢时间域也近似为线性调频，而且包络时延也几何示意图随距离变化，即所谓距离徙动。

合成孔径雷达成像算法的任务是从载机运动录取得到的快、慢时间域的回波数据，重建场景图像，它是二维匹配滤波问题。

严格考虑距离徙动的成像算法比较复杂，在实际应用中，一般均根据情况采用一些较简单的算法，这些将在第五章里系统介绍。

在这里我们主要讨论分辨率较低，距离徙动影响可以忽略的最简单的情况，这时可采用简易的距离-多普勒基本算法。

所谓距离徙动的影响可以忽略不计是指雷达波束扫过某点目标的相干处理时间里，目标斜距变化引起的距离徙动值小于距离分辨单元长度的1/4~1/8，即场景中心线上所有点目标的回波（距离压缩后的）在慢时间域里均位于同一个距离单元。

合成孔径雷达图像目标识别技术研究合成孔径雷达图像目标识别技术研究摘要：合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种通过感知目标反射或散射的雷达技术。

在航天、军事、环境监测等领域都有着重要的应用价值。

本文旨在对合成孔径雷达图像目标识别技术进行研究，包括图像预处理、特征提取和分类方法。

通过实验验证了这些方法的有效性和可行性，为进一步的相关研究提供了参考。

1. 引言合成孔径雷达（SAR）是一种能够获取高分辨率地面目标信息的雷达技术。

由于其具有无视天候、全天候工作和穿透隐蔽物等优势，因此在军事侦察、环境监测、资源勘探等领域得到了广泛应用。

目标识别作为SAR图像处理的重要环节之一，对于提取目标特征、辨识目标类别具有重要意义。

2. 合成孔径雷达图像预处理合成孔径雷达图像在获取过程中会受到多种干扰因素的影响，如地物散射、方向模糊等。

因此，为了提高目标识别的准确性，需要对SAR图像进行预处理。

预处理主要包括去噪、图像增强和几何校正等步骤。

2.1 去噪由于SAR图像在采集过程中会受到天气等因素的干扰，导致图像中出现噪声。

噪声对目标识别造成很大的困扰，因此需要进行去噪处理。

常用的去噪方法包括中值滤波、小波去噪等。

2.2 图像增强图像增强的目标是提高图像的对比度和清晰度，使得目标在图像中更加鲜明。

在SAR图像中，由于环境等因素的限制，图像质量较差。

常用的图像增强方法包括直方图均衡化、自适应直方图均衡化等。

2.3 几何校正由于SAR图像在获取过程中会有不同的几何失配问题，如斜视几何失配、散焦几何失配等。

为了进行精确的目标识别，需要对图像进行几何校正。

几何校正方法包括校正变换、几何失配校正等。

3. 合成孔径雷达图像特征提取特征提取是目标识别的关键步骤之一。

通过提取图像的特征信息，可以判断目标的类别以及与其他目标的差异。

常用的特征提取方法包括空间域特征、频率域特征和小波域特征等。

3.1 空间域特征空间域特征是通过对图像的像素进行分析提取的，包括灰度特征、形状特征等。

合成孔径雷达的图像判读要点分析发布时间：2022-06-16T01:14:54.658Z 来源：《科学与技术》2022年2月4期作者：杨彬彬[导读] 合成孔径雷达的具有强大的监测功能，杨彬彬( 河北邢台 ) 054000 摘要：合成孔径雷达的具有强大的监测功能，在工业领域、国防领域被广泛应用。

该技术应用具有高分辨率，对气候环境的适应性比较强，在应用过程中将尺寸比较小的天线孔径进行合成，实现合成孔径雷达的制作与应用。

本文对合成孔径雷达应用过程中的图像特点分析，发现其在图像判读应用上仍具有广泛的进步空间，因此，本文提出提高合成孔径雷达图像判读的对策，分析其具体的应用范围。

关键词：合成孔径雷达；雷达图像；工作原理；目标识别引言：雷达通过发射和接收电磁波的方式对物体信息进行检测，在目标行为、形态勘察上被广泛应用，且具有高效优势。

合成孔径雷达的应用具有强大的成像功能，其主要分辨率较高、穿透性较强的雷达实现对目标的识别与成像，目前，该类雷达通常被搭载在卫星或者飞机上，可以实现大范围的覆盖应用，通过搭载物体的移动合成孔径，并成像。

一、合成孔径雷达的工作原理与普通的雷达工作原理相同，通过对电磁波信号的发射与回收，测定与被检测对象之间的距离，并根据脉宽窄实现对检测对象形体的成像。

合成孔径雷达采用相对运动的方式将信号相位进行重叠，将接收信号的空间扩大。

经过数据处理之后，其尺寸与天线雷达相似。

合成孔径雷达主要通过搭载飞机或者卫星等时刻处于移动状态的物体，通过估计运行进行距离测量和成像，根据光学系统应用原理，通过透镜或者反射镜的方式形成图像[1]。

合成孔径雷达在成像的过程中，采用真实孔径侧视雷达的分辨率检测方式。

距离分辨率形成根据电磁波的传播速度、雷达的脉冲宽度、持续时间等进行计算。

合成孔径雷达会因多普勒效应产生方位分辨率，主要根据雷达的孔径长度、探测点距离、电磁波波长等参数，对方位分辨率进行确定和计算。

多普勒效应由雷达的相对运动产生，接收频率与波源频率存在差别，从而产生多普勒效应。

合成孔径雷达合成孔径雷达（SAR）合成孔径雷达产⽣的过程为了形成⼀幅真实的图像增加两个关键参数：分辨率、识别能⼒。

合成孔径打开了⽆限分辨能⼒的道路相⼲成像特性：以幅度和相位的形式收集信号的能⼒相⼲成像的特性可以⽤来进⾏孔径合成民⽤卫星接收系统SEASA T、SIR-A、SIR-B美国军⽤卫星(LACROSSE)欧洲民⽤卫星（ERS系列）合成孔径雷达(SAR)是利⽤雷达与⽬标的相对运动将较⼩的真实天线孔径⽤数据处理的⽅法合成⼀个较⼤孔径的等效天线孔径的雷达。

特点：全天候、全天时、远距离、和⾼分辨率成像并且可以在不同频段不同极化下得到⽬标的⾼分辨率图像SAR⾼分辨率成像的距离⾼分辨率和⽅位⾼分辨率距离分辨率取决于信号带宽⽅位⾼分辨率取决于载机与固定⽬标相对运动时产⽣的具有线性调频性质的多普勒信号带宽相⼲斑噪声机载合成孔径雷达是合成孔径雷达的⼀种极化：当⼀个平⾯将空间划分为各向同性和半⽆限的两个均匀介质，我们就可以定义⼀个电磁波的⼊射平⾯，⽤波⽮量K来表征：该平⾯包含⽮量K以及划分这两种介质的平⾯法线垂直极化（V）：⽆线电波的振动⽅向是垂直⽅向与⽔平极化（H）：⽆线电波的振动⽅向是⽔平⽅向TE波：电场E与⼊射⾯垂直TH波：电场E属于⼊射平⾯合成孔径雷达的应⽤军事上、地质和矿物资源勘探、地形测绘和制图学、海洋应⽤、⽔资源、农业和林业合成孔径雷达在军事领域的应⽤：战略应⽤、战术应⽤、特种应⽤。

SAR系统的⼏个发展趋势：多波段、多极化、多视⾓、多模式、多平台、⾼分辨率成像、实时成像。

SAR图像相⼲斑抑制的研究现状分类：成像时进⾏多视处理、成像后进⾏滤波多视处理就是对同⼀⽬标⽣成多幅独⽴的像，然后进⾏平均。

这是最早提出的相⼲斑噪声去除的⽅法，这种技术以牺牲空间分辨率为代价来获取对斑点的抑制成像后的滤波技术成为SAR图像相⼲噪声抑制技术发展的主流均值滤波、中值滤波、维纳滤波⽤来滤去相⼲斑噪声，这种滤波⽅法能够在⼀定程度上减⼩相⼲斑噪声的⽅差合成孔径雷达理论概述合成孔径雷达是⼀种⾼分辨率成像雷达，⾼分辨率包含两个⽅⾯的含义：⽅位向的⾼分辨率和距离向⾼分辨率。

合成孔径雷达特点
1. 合成孔径雷达的分辨率高得惊人啊！就像你能清晰地看到蚂蚁身上的细节一样，它可以把目标看得清清楚楚！比如说在监测地质灾害的时候，它能精准地发现细微的地形变化。

2. 它的全天候工作能力简直太棒了呀！管它是白天黑夜，还是狂风暴雨，合成孔径雷达都照样工作！这就好比一个不知疲倦的战士，随时都在坚守岗位！像在恶劣天气下对海洋的监测就离不开它。

3. 合成孔径雷达还有很强的穿透力呢！就如同能穿透层层迷雾看到真相一样，它能对一些物体进行深入探测！比如探测冰层的厚度和结构。

4. 它的测量精度非常高哇！能精确到让人惊叹的程度！这不就像一位精确无比的大师在工作嘛！在绘制地图时，这高精准度可太重要啦。

5. 合成孔径雷达的适应性那是杠杠的！不管放到哪种环境中，它都能快速适应并发挥作用！这跟那些能快速适应新环境的人一样厉害呀！在各种复杂地形的探测中都表现出色呢。

6. 你知道吗，合成孔径雷达的稳定性可强啦！就像稳稳扎根的大树，不会轻易晃动！比如在长时间的卫星运行中，它能始终稳定工作。

7. 合成孔径雷达的工作范围超广的呀！仿佛能覆盖整个世界一样！从陆地到海洋，从近地到太空，都有它的用武之地！就像一个无所不能的超级英雄。

8. 它的信息获取能力太牛了吧！迅速又准确地获取大量信息，就像有一双敏锐的眼睛快速捕捉一切！在军事侦察中可是大显身手呢。

9. 合成孔径雷达能够多模式工作呀，太神奇了！这就像是一个拥有多种技能的高手，根据不同需求切换模式！在不同领域的应用中都展现了独特的魅力。

总之，合成孔径雷达的特点让它成为了现代科技中不可或缺的重要部分，简直太厉害啦！。