成像雷达遥感的生态学应用

成像雷达(SAR)遥感具有独特的全天时、全天候及对地物的穿透性与形态探测能力。尤其是近年来新型成像雷达遥感(极化、干涉)及数据处理技术的发展,从SAR遥感影像上获得的地表信息越来越多,这些为进一步推进成像雷达遥感数据在生态学中的应用提供了基础。总结了成像雷达遥感在陆地生态环境系统中的4类典型应用:①土地覆盖分类与植被制图;②估计森林生物量;③洪泛区与湿地监测;④其它生态环境变化过程的探测。最后分析了不同生态学应用中SAR系统参数的最优配置,这对于我国开展成像雷达遥感在陆地生态环境监测中的应用具有非常重要的参考意义。     

干涉雷达在地学研究中的应用

近年来干涉雷达(Interferometric SAR,INSAR)已经成为合成孔径雷达(SAR)对地观测技术研究的前沿热点之一,其应用领域正在迅速扩大。首先介绍了INSAR的基本原理,接着通过许多实例总结了INSAR在地学研究中的应用,最后,对未来星载INSAR系统作了介绍,并对我国INSAR的发展提出了建议。     

POS数据在机载干涉SAR运动补偿中的应用

提出了一种利用高精度的定位定向系统(POS)数据,在SAR成像阶段实现机载干涉SAR运动补偿及图像配准的成像处理方法。该方法针对机载干涉SAR系统的双天线雷达数据对的特点,在成像阶段直接利用高精度的POS数据完成干涉SAR图像对的位置误差补偿、干涉相位误差补偿以及自动配准等过程。实际处理结果表明,该方法可以有效地提高机载干涉SAR的图像质量,改善复图像对之间的相干性,非常适用于机载双天线干涉SAR雷达数据的成像处理过程。     

水面船只SAR探测的极化方式研究

利用SIR-C SAR的C和L波段全极化数据,分析水面船只的极化散射特性和船只与背景海面雷达后向散射的信噪比特性,研究水面船只SAR探测的最优极化方式。结果显示,二面角散射是水面船只SAR成像的主要机理。线性极化中,HV极化具有最大的船只与背景海面雷达后向散射信噪比。与线性极化相比,圆极化的雷达后向散射信噪比更优。C波段和L波段的水面船只的极化散射特性存在较大的差异,L波段的信噪比大于C波段的信噪比。水面船只的雷达后向散射特性表明,L波段的圆极化是水面船只探测的最优极化方式。     

星载合成孔径雷达的现状

欧空局、日本和加拿大分别计划在1992年和1994年发射各自的星载合成孔径雷达卫星(SAR)，分别称为欧洲地球资源卫星I号(E-ERS-1)，日本地球资源卫星1号(J-ERS-I)，和雷达卫星(Radarsat)。与其它被动微波辐射计一样，SAR也是一种全天候的遥感仪器。
尽管SAR有全天候的优点，但在目前的三项计划中，SAR的工作特性还是单一的，如C波段的垂直极化方式(Cvv)，L波段的水平极化方式(Lhh)或C波段的水平极化方式(Chh)。因此，由这些微波传感器所获得的信息，固于其仪器的工作性能，应用也受到相应的限制。我们应当对目前的SAR现状有一个正确的理解。本文中主要论述了大雨对SAR、X、C、L、P波段的影响，单参数SAR资料的固有特性，及进一步极化的SAR。     

以Doris进行雷达干涉研究生成数字高程模型(DEM)

雷达干涉测量技术(InSAR)以其全天候、全天时、并能快速得到DEM而引起全世界地学人员的关注。但是由于处理过程复杂及条件要求严格,目前除购买高价的商业软件外,一般的研究人员很难投入到该项技术的研究与应用中去。利用以荷兰Delft大学为主所研发的开源软件Doris来进行雷达影像生成DEM的研究,详细介绍用Doris进行干涉处理过程并提取库赛湖区域DEM,得到不亚于商业软件的干涉成果,最后对DEM精度做了对比分析。     

COSMO雷达数据在多云多雾地区土地变化监测研究

近年来新型成像雷达遥感(极化、干涉)及数据处理技术的发展,SAR遥感影像上获得的地表信息越来越多,如何利用雷达信息探测土地变化成为研究的新课题。但是雷达影像不同于光学影像,目前雷达数据解译仍存在着一些困难。本文主要针对多云多雾地区雷达数据土地变化监测,以四川成都地区COSMO数据为例,利用雷达相干影像,后向散射强度,强度比值影像,提出一种新的雷达处理手段,减少了雷达数据土地变化监测的工作量,提高工作效率。     

高分辨率极化合成孔径雷达成像研究进展

合成孔径雷达（Synthetic aperture radar,SAR）是一种有效的地球遥感技术,对观测区域进行全天时、全天候的高分辨率大范围成像,在军事侦察、环境监测和地质测绘等领域有着十分广泛的应用。随着雷达技术和地球科学的发展,人们期望能够获取更多的目标特性,传统的单极化SAR已经难以满足越来越多元化的实际应用需求。极化合成孔径雷达（Polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR）基于多个极化通道获取目标不同极化状态下的散射特性丰富了SAR图像的信息量,拓展了SAR的应用领域。从极化数据中准确地解译目标的物理特性是PolSAR应用的重要前提。本文对PolSAR的研究进展进行了总结,重点介绍了极化目标分解算法,给出了高分辨率PolSAR实测数据处理结果,并对未来研究方向进行了展望。     

SIR—C C波段和L波段雷达干涉数据生成DEM的比较

为了研究波长对干涉雷达生成DEM质量的影响，以黑龙江省加格达齐地区为实验区，通过对美国航天飞机SIR－C／X－SAR C波段和L波段雷达单视复型（SLC）数据的处理，分别得到了两个不同的DEM，这两个DEM存在着一定的差异，通过与干涉相关性、相位解缠等干涉处理中的关键因素相结合进行的分析，揭示了干涉SAR技术生成DEM的精度与干涉相关性、波长的关系；同时，从另一个侧面说明了用InSAR技术生成DEM的可行性和影响因素；最后，利用1：50000地形图对干涉SAR生成的DEM误差进行了分析，并分析了地形图控制点精度对干涉SAR生成DEM的影响。     

极化SAR图像地物分类方法综述

极化合成孔径雷达(Polarimetric Synthetic Aperture Radar, PolSAR)是一种微波成像雷达, 它不受天气、光线以及云层的影响, 能够实现全天时、全天候的成像. 因此, 极化SAR图像已经成为遥感图像地物分类的主要数据源之一. 本文从技术方法的角度出发, 论述了近年来国内外极化SAR图像地物分类的方法及应用, 从技术原理、实验效果等方面进行介绍, 并对极化SAR图像地物分类的发展趋势进行分析.     

多时相ERS-2 SAR图像在作物分类中的预处理方法研究

雷达遥感具有全天候、全天时的工作能力,适合于农业遥感监测的时效要求,在农业应用上有很大的潜力。以多时相ERS-2 SAR图像在农作物分类中的应用为例,根据试验区主要农作物的后向散射特性、物候,选择SAR图像的时相。对不同时相的SAR图像的辐射标定、几何校正和噪声平滑等预处理方法进行了研究。     

Lithological mapping of the Troodos ophiolite, Cyprus, using airborne LiDAR topographic data

Traditional field-based lithological mapping can be a time-consuming, costly and challenging endeavour when large areas need to be investigated, where terrain is remote and difficult to access and where the geology is highly variable over short distances. Consequently, rock units are often mapped at coarse-scales, resulting in lithological maps that have generalised contacts which in many cases are inaccurately located. Remote sensing data, such as aerial photographs and satellite imagery are commonly incorporated into geological mapping programmes to obtain geological information that is best revealed by overhead perspectives. However, spatial and spectral limitations of the imagery and dense vegetation cover can limit the utility of traditional remote sensing products. The advent of Airborne Light Detection And Ranging (LiDAR) as a remote sensing tool offers the potential to provide a novel solution to these problems because accurate and high-resolution topographic data can be acquired in either forested or non-forested terrain, allowing discrimination of individual rock types that typically have distinct topographic characteristics. This study assesses the efficacy of airborne LiDAR as a tool for detailed lithological mapping in the upper section of the Troodos ophiolite, Cyprus. Morphometric variables (including slope, curvature and surface roughness) were derived from a 4 m digital terrain model in order to quantify the topographic characteristics of four principal lithologies found in the area. An artificial neural network (the Kohonen Self-Organizing Map) was then employed to classify the lithological units based upon these variables. The algorithm presented here was used to generate a detailed lithological map which defines lithological contacts much more accurately than the best existing geological map. In addition, a separate map of classification uncertainty highlights potential follow-up targets for ground-based verification. The results of this study demonstrate the significant potential of airborne LiDAR for lithological discrimination and rapid generation of detailed lithological maps, as a contribution to conventional geological mapping programmes.     

遥感影像地形与大气校正系统设计与实现

遥感影像地形和大气校正是提高定量化遥感数据处理精度的重要因素。目前的数据处理软件系统集成了一些地形和大气校正算法,但在应用中还存在不能获取重要的地形参数(如阴影因子、天空可视因子等),需提供精准DEM和校正方法基于朗伯体地表假设等问题。为应对遥感专业用户需求,设计并实现了遥感影像地形与大气校正软件系统,用以对影像进行地形辐射校正、获取DEM数据和相关地形参数、地形与大气校正等。介绍了系统的功能模块设计并展示了系统的原型版本,并应用系统中的地形和大气校正方法获取了HJ/CCD影像和Landsat/TM影像的反射率。校正结果表明:该系统中的BRDF模型能够有效消除地形影响。系统的实现可以为遥感科学研究和应用提供支撑。     

Review Article SAR interferometry—issues,techniques, applications

Data from interferometric synthetic aperture radar (INSAR) can provide three-dimensional information by using the phase as an additional information source derived from the complex radar data. In this paper, the issues, techniques and applications of SAR interferometry are reviewed. After a brief historical review, the geometric implementations of SAR interferometry are described. The general processing techniques are summarized and an introduction to various phase unwrapping techniques is given. Besides the differential use of SAR interferometry, the review focuses on parameters such as baseline, decorrelation and motion compensation which have a limiting influence on the quality of the data. After evaluating the various existing and potential applications using SAR interferometric techniques such as topographic mapping, digital elevation modelling, slope measurement, change detection, classification, ocean currents, polar research, seismic events and volcanic hazards, the paper concludes with some research issues, trends and developments in SAR interferometry. The paper is illustrated by examples of SAR interferometric data and derived products from the ESA ERS-1/ERS-2 and SIR-C/X-SAR satellite mission and from single pass aircraft data. An extensive list of references and bibliography on SAR interferometry is provided at the end of this review paper.     

合成孔径雷达及其干涉技术研究进展

合成孔径雷达(Synthetic aperturer adar,SAR)能够在全天候、全天时条件下对地面进行大范围测绘,是现代民用遥感和军事侦察中的重要手段。本文回顾了SAR及干涉合成孔径雷达(InSAR)技术的历史,叙述了SAR由非聚焦到完全聚焦,由光学处理到全数字式处理,由二维测绘到干涉三维测绘的发展历程。通过例举典型系统,介绍了国外机载、空载SAR和InSAR技术的现状,并对我国近年来在该领域取得的进展作了简要介绍。最后,本文给出对SIR—C／X—SAR采集的航天飞机SAR数据处理所得到的成像结果。