SARscape雷达图像处理技术及其前沿应用
雷达图像处理技术在军事中的应用研究
雷达图像处理技术在军事中的应用研究雷达技术研究及其在军事中的应用一直备受关注。
在现代军事中，雷达已经成为了不可或缺的设备之一。
最近几年，随着图像处理技术的不断发展，雷达图像处理技术也得到了越来越广泛的应用。
本文主要探讨雷达图像处理技术在军事中的应用研究。
一、雷达图像处理技术的概述雷达图像处理技术是将雷达波数据转换成人类可以理解的图像信息。
雷达波数据的处理过程中，包括信号滤波、目标（或者地形）检测、位置测量等过程。
最终获得的图像可以协助军事从事者做出迅速、准确的决策。
目前，雷达图像处理技术主要包括了以下的几方面：1. 雷达成像利用多普勒雷达和脉冲压缩雷达等技术，可以对地面、海面等目标进行成像。
他们可以启动目标投影，利用实时检测数据获得高分辨率的、满足精确控制与识别要求的、具有图像化的目标信息。
2. 目标追踪和警报目标跟踪和警报是雷达图像处理中一个非常重要的方面，该技术可以帮助军事从事者实时监视周边环境中的运动，及时发现并且跟踪目标。
3. 目标识别在一些复杂环境中，需要对目标进行识别，以便快速进行判断和决策。
目标识别技术融合了雷达数据、图像数据和其他跟踪数据，从而判定目标的物理特性以及目标与周围环境的关系。
二、雷达图像处理技术在军事中的应用1. 监控雷达图像处理技术在军事监控应用中扮演非常重要的角色。
例如，卫星监控系统可以通过对目标位置的实时监测，来防止敌人在不经过监控的情况下突袭。
这种监控系统不仅难以被检测到，还可以在适当的时候针对目标进行攻击。
2. 情报搜集雷达图像处理技术还被广泛应用于情报搜集领域。
通过利用雷达数据，以及其他人工情报、电子情报、遥感图像等信息，对目标进行快速跟踪、预测和识别。
此外，还可以通过实时监测敌方军事活动，对战场进行情报搜集。
3. 战争预警在战争预警领域，雷达图像处理技术也是至关重要的。
该技术可以帮助军事从事者发现战争风险，并将相应的信息及时传输给更高级别的指挥官，以便做出最合理的决策。
SAR图像处理技术与SARscape实践
05-SARscape应用
D-InSAR应用：2010玉树地震DInSAR监测
地震后形变制图(PALSAR)
地震后形变制图(ASAR)
D-InSAR应用：2010玉树地震DInSAR监测
基于Okada模型反演滑动分布
矩张量反演结果
[cm]
ArcScene 中三维显 示断裂和地表形变
干涉叠加应用：北京市鸟巢区域地表沉降监测
数据：COSMO-SkyMed SLC
-
23景
-
2008年3月6号-2010年2月8号
应用：监测国家奥林匹克体育馆建设中对地表的影响
干涉叠加应用：北京市鸟巢区域地表沉降监测
区域内呈现10毫米左右不同程度的沉降，也有部分地区抬升，抬升的数 值总体小于沉降的数值
PS监测结果（Web中展示）
在线体验地址:8038/App10/LNDetect
农业、林业监测
GIS-Transforming our World
湄公河三角洲的水稻生长监测
ERS-2 SAR
农业监测——作物面积和估产
DEM
SAR 数据 数据处理 - 出芽面积 - 生长阶段
- 作物历 & 实践 - 管理单位
水稻制图
农业气象模型
-
天气预报数据 土壤数据 生育期数据 管理数据
面积
– 1) 国家研究 – 2) 局部研究和规划优 先区域 – 3) 评估成本和资金需 求 – 4) 合同判授 – 5) -100% 有效的排雷
死海区域（约旦&以色列边境）图像数据：SAR 幅度图像
死海区域（约旦&以色列边境）图像数据： 相干性图像
Coherence (451 days)
结果
多时相SAR动态监测技术应用于 农业
SARscape雷达图像处理技术及其前沿应用
与光学遥感数据的结合
•
是 ENVI的扩展模块，可充分使用ENVI中的功能。
SAR应用案例
提取DEM数据
•
通过InSAR技术手段，短时间内获取瑞士境DEM数据，像 元大小为25米，高程精度为7-15米。
监测地表形变
11天
22天
33天
44天
55天
66天
3.11日本地震
利用InSAR技术对日本仙台市进行地震形变监测。监 测结果表明，北部地面比地震前高，最大形变值达到 30厘米，南部地面总体呈沉降状态，最大值在监测区 域最南部，达到3.4米。总体上可以看出，从北向南， 呈现地面隆起到沉降的趋势，并且最南部区域地面严 重沉降。
2003年12月26号伊朗巴姆地震前后地表变形监测城区大部分区域受到影响不连贯变形南北产生方向相反的变形形成南北向走滑断层京津高铁沿线地面沉降速率2007120096中国国土资源航空物探遥感中心遥感方法所葛大庆沪杭高铁沿线地面沉降监测中国国土资源航空物探遥感中心遥感方法所葛大庆北京地铁13号线地表沉降监测中国国土资源航空物探遥感中心遥感方法所葛大庆冰川极地地区海冰监测不连续的浮冰快速运动的冰舌森林制图木材蓄积量森林制图多时相的水稻种植监测高分辨率sar监测作物生长洪水监测洪水发生时一个月后绿色植被褐灰色裸地蓝色水体土地利用变化监测1986tm影像2007tmalospalsar融合影像19862007土地利用变化图城市制图滑坡地面形变监测dem获取建筑物变形监测森林制图雪冰川制图陆地海洋目标检测洪水湿地监测土地覆盖制图荒漠化监测农业监测作物估产envisarscape应用领域溢油监测海波高度估算sarscape
聚焦扩展模块——Focusing Module
滤波扩展模块——Filter Module 扫描式干涉雷达处理扩展模块——ScanSAR Interferometry Module 极化雷达处理扩展模块——Polarimetery & PollnSAR Module 干涉叠加扩展模块——Interferometry Stacking Module
ENVI SARscape产品简介-201108
合成孔径雷达 （SAR ） 数据拥有独特的技术魅力和优势， 渐成为国际上的研究热点之一， 其应用领域越来越广泛。 SAR 数据可以全天候对研究区域进行量测、 分析以及获取目标信息。 高级雷达图像处理工具 ENVI SARscape，能让您轻松将原始 SAR 数据进行处理和分析，输出 SAR 图像产品、数字高程模型（DEM）和地表形变图等信息，并可以将提取的信息与光学遥 感数据、地理信息集成在一起，全面提升 SAR 数据应用价值。 ENVI SARscape 由 sarmap 公司研发，是国际知名的雷达图像处理软件。该软件架构于专 业的 ENVI 遥感图像处理软件之上，提供图形化操作界面，具有专业雷达图像处理和分析功 能。ENVI SARscape 由核心模块及 5 个扩展模块组成，用户可根据自己的应用要求、资金情 况合理地选择不同功能模块及其不同组合，对系统进行剪裁，充分利用软硬件资源，并最大 限度地满足用户的专业应用要求。
由以下模块组成：
级的形变信息。
1.2 支持雷达系统
SARsacpe 是设计用于对各种雷达数据进行处理的专业化软件工具，提供了专业级雷达 数据处理和分析功能， 支持多种雷达数据产品和原始数据， 包括一系列机载和星载雷达系统 的数据，包括：ERS-1/2、JERS-1、RADARSAT-1、RADARSAT-2、ENVISAT ASAR 、ALOS PALSAR 、 TerraSAR-X-1、 COSMO-SkyMed、 OrbiSAR-1 (X、 P-band)、 E-SAR 、 RISAT-1、 STANAG 7023、 RAMSES、 TELAER 、GLAS/IceSat DEM。
此外，可以根据规范的元数据格式，对其他 RAW 格式的雷达数据进行聚焦。
SAR图像处理的若干关键技术
SAR图像处理的若干关键技术SAR图像处理的若干关键技术合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是一种利用合成孔径波束形成技术获得高分辨率航天或地面观测图像的雷达。
相比于光学遥感，SAR具有天气无关性、全天候观测能力以及对地表遥感的穿透能力等优势。
然而，由于SAR的脉冲压缩、多普勒频率模糊、地形效应等因素，使得SAR图像的处理变得复杂而具有挑战性。
本文将探讨SAR图像处理的若干关键技术。
1. SAR图像去斑点和去噪技术SAR图像中存在着斑点和噪声，这会影响图像的可视化和后续处理。
去斑点和去噪技术旨在提高SAR图像的质量。
常见的方法包括小波去斑、中值滤波、自适应滤波以及基于稀疏表示的降噪方法等。
这些技术可以有效减少斑点和噪音，提高图像质量。
2. SAR图像去焦模糊技术合成孔径雷达通过接收连续多个雷达回波并对它们进行累积处理，以获得高分辨率图像。
然而，这种累积处理可能会导致图像模糊。
因此，需要进行去焦模糊处理。
常见的方法包括波前解扩、逆滤波和最大熵方法等。
这些方法可以有效去除图像的焦模糊现象，提高图像的分辨率。
3. SAR图像多普勒参数估计技术由于合成孔径雷达平台的运动，SAR图像中存在多普勒频率模糊现象。
为了恢复真实的地物信息，需要准确估计多普勒参数。
常见的多普勒参数估计方法包括基于最大熵准则的参数估计、基于相位解缠的参数估计和基于谱分析的参数估计等。
这些方法可以精确估计多普勒参数，降低图像的多普勒模糊程度。
4. SAR图像纹理特征提取技术纹理特征对于地物分类和目标检测具有重要意义。
SAR图像的纹理特征提取是指提取图像中的空间变化特征，并通过这些特征进行分类和检测。
常用的纹理特征提取方法包括灰度共生矩阵（GLCM）、小波变换和局部二值模式（LBP）等。
这些方法可以提取出图像中的纹理特征，为后续的分类和检测提供有效的数据支持。
5. SAR图像目标检测技术SAR图像中的目标检测是指在图像中准确地找出感兴趣的地物目标。
SARscape5.4新功能和应用
集成到ENVI5.4版本
SARscape5.4.1新功能
【用户白泽朝提供案例】
研究区范围
采用SBAS方法进行矿区沉降监测
干涉像对连接图
采用SBAS方法进行矿区沉降监测
滤波后差分干涉图
采用SBAS方法进行矿区沉降监测
用于轨道精炼的GCP
采用SBAS方法进行矿区沉降监测
相位解缠结果
轨道精炼重去平后的相位解缠结果
采用SBAS方法进行矿区沉降监测
+10
东西方向的形变
大坝的形变过程
大坝上某点的时序形变曲线， 分解为垂直方向和东西方向
排水口的形变过程
排水口某点的时序形变 曲线，分解为垂直方向 和东西方向
滑坡体的形变过程
滑坡体上某点的时序形变 曲线，分解为垂直方向和 东西方向
COSMO-SkyMed 数据SBAS处理结果
61景 升轨数据，2012年12月-2015年7月
SARscape5.4新功能与应用
徐恩惠 xunh@
SARscape5.4新功能
新增Sentinel-1轨道文件下载功能，可以下载和保存轨道文件 Sentinel下载工具支持断点续传功能，提高下载效率，支持辅助文件下载
DeGrandi 滤波处理算法增强、效率提升并支持更大的数据量
首先，在相位转高程时，选择生成矢量格式的产品
升轨和降轨数据得到的DEM产品融合
升轨得到的DEM矢量结果
SAR遥感图像处理与应用研究
SAR遥感图像处理与应用研究随着遥感技术的逐步发展，SAR（合成孔径雷达）遥感技术已经成为卫星遥感领域的重要分支之一，其在地质、气象、水文等领域的应用越发广泛。
而SAR遥感图像的处理和分析，则是保证这些应用精度和效率的关键。
本文将从SAR遥感图像的基本原理、图像处理及应用研究等几个层面进行阐述。
一、SAR遥感图像基本原理SAR遥感技术是通过雷达发射并接收微波信号，获取反射回来的信号来获取目标的信息。
发射的微波信号在接近目标后被反射回来，接收到回波信号后，经过一系列的处理，就可以得到对应的图像。
而SAR遥感图像的特点则是在相位信息上所带有的反射信号强度，因此，不同于光学遥感图像的灰度值信息。
二、SAR遥感图像处理由于SAR遥感图像的特殊性质，因此对其进行处理时也相对于光学遥感处理而言更加繁琐和复杂。
通常，对SAR遥感图像进行处理的主要目标有以下几点：1. 解决SAR遥感图像的散斑噪声问题SAR遥感图像处理的关键技术之一便是解决散斑噪声问题。
由于SAR反射回波的干涉效果，图像中会出现高频随机扰动，这就是散斑噪声。
为了解决这个问题，需要对图像进行滤波处理。
2. 提高SAR遥感图像的分辨率由于SAR遥感图像的基本原理便是通过微波信号回波的相位信息来获取目标的信息，因此可以通过合成孔径雷达的技术来提高图像的分辨率。
在处理过程中，通常使用回波信号的相关函数来合成高分辨率图像。
3. 确定SAR遥感图像的图像配准在遥感应用中，通常需要将不同时间、不同传感器获取的图像进行融合，因此需要确定SAR遥感图像的图像配准。
在处理过程中，通常使用全数字式匹配或基于特征点的匹配技术，进行图像的配准。
三、SAR遥感图像应用研究SAR遥感图像的应用广泛，以下我们主要介绍其中的一些应用。
1. 地形高程测量SAR遥感图像可以通过数字高程模型的计算，来获得地表的高程信息。
以此为基础，可以进行地质勘探、土地利用、地形识别等领域的研究。
2. 水文研究由于SAR遥感图像具有高灵敏度、高分辨率、全天时覆盖等特点，在洪灾、干旱、水文监测等方面具有广泛的应用前景。
合成孔径雷达图像处理技术及应用研究
合成孔径雷达图像处理技术及应用研究合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar， SAR）由于其具有天气无依赖、全天候、高分辨率等优势，在军事、民用等领域有着广阔的应用前景。
而SAR图像在获取后，需要进行处理才能提取有用信息。
如何利用各种技术和算法实现高质量的SAR图像处理，就成为了当前SAR应用研究中的一个重要方向。
一、SAR图像预处理技术SAR图像预处理技术是SAR图像处理的基础。
目的是在保持图像质量的前提下，增强图像的对比度和清晰度，以帮助用户更好地进行后续应用。
1.1 多视角SAR图像融合多视角SAR图像融合技术通过融合来自不同飞行角度或不同方向的多幅SAR图像，可以减少或消除遮挡、模糊、噪声等因素对图像质量的影响。
例如，利用分解融合的方法，将多个SAR图像分解成低频和高频部分，然后通过不同的融合规则，对低频和高频部分进行融合。
这样可以同时保持局部和全局特征，从而得到更优质的图像。
1.2 消除多普勒频移SAR对于运动物体和运动平台具有高度敏感性，通常会引入多普勒频偏。
为了消除多普勒频移引起的图像失真，需要对SAR信号进行动态去多普勒处理，以及对图像进行平面矫正等预处理。
二、SAR图像目标检测和识别技术SAR图像目标检测和识别技术是SAR图像处理的重点。
在实际应用中，我们往往需要从复杂多变的SAR图像中快速准确地提取或识别出感兴趣的目标信息，为用户提供更好的服务。
2.1 基于极化信息的目标检测极化信息具有对物体形状、构造、器材等细节的敏感性，因此可以提供额外的信息自由度来增强目标检测和识别能力。
基于极化SAR图像的目标检测和识别算法主要包括极化分解、极化标度变化、极化相关等多种方法。
2.2 基于散射中心的目标识别物体的散射中心可以作为一种目标识别的特征，用来区分不同目标。
因此，基于散射中心的目标识别方法比较常见。
例如，模式匹配法可以通过与已知标准物体的散射中心进行比较来进行目标识别。
雷达图像处理技术应用研究
雷达图像处理技术应用研究随着科技的发展，雷达成为了现代军事装备中必不可少的一项技术，同时也得到了广泛的民用应用。
与传统的光学成像不同，雷达利用电磁波来探测目标并形成图像。
由于其带宽宽、天气影响小等优点，雷达图像处理技术也备受重视。
本文旨在探讨雷达图像处理技术在不同领域的应用研究。
一、国防领域雷达在国防中一直扮演着重要的角色，它可以探测到目标的位置、速度、距离等等信息。
雷达图像处理技术在军事情报、防空监视、敌我区别等方面有着重要的应用。
在雷达成像中，距离分辨率、角度分辨率、信噪比等是影响成像的关键因素。
目前，针对这些问题有很多成熟的图像处理算法已经被广泛使用。
1. 距离分辨率距离分辨率是指雷达可以区分目标间距的最小单元，它决定了雷达成像的清晰度和定位能力。
距离分辨率受到雷达信号的带宽和脉冲宽度的限制，因此需要利用信号处理算法对数据进行处理。
有很多算法可以提高距离分辨率，例如基于谱峰法的信号处理算法，基于好辨识处理算法等等。
2. 角度分辨率角度分辨率是指雷达可以区分空间中两个目标之间角度的最小单元，它决定了雷达可以探测的最小目标大小。
角度分辨率的提高可以利用阵列信号处理技术。
例如，自适应波束形成（Adaptive beamforming）就是一种常用的方法，它可以通过改变阵列中的加权系数来实现方向选择，从而提高角度分辨率。
二、民用领域雷达并不仅仅应用于军事领域，它在民用领域也发挥着重要的功能。
雷达成像可应用于地质勘探、天气预报、交通监控、医疗诊断等领域，针对这些领域，雷达图像处理技术有着不同的应用。
1. 地质勘探地质勘探是指通过勘探技术探测和分析地下资源分布的过程，其中雷达成像技术就是一种重要的手段。
雷达成像技术可以通过探测物体与地面的交接处，来确定地下储层和地形的结构和特点。
在勘探中，利用雷达成像技术还可以检测地下水流、岩石厚度等问题。
目前，已经出现了很多雷达图像处理算法和软件，例如SAR（合成孔径雷达）成像技术等。
地理信息系统卡发工具SARscape让SAR处理简单而不失专业
成像范围：台湾南部地区
分辨率：5米*20米 辅助数据：90米采样间隔 SRTM V4 DEM Sentinel-1A数据来源：https://scihub.esa.int/
DInSAR技术流程
SLC 数据对 参考地形
干涉图生成
slc数据对配准 多视 干涉图生成 去平地效应 去已知地形
集群节点
集群节点
tcp/ip
…
集群节点
P2P copy
P2P copy
tcp/ip
前端
tcp/ip
调度器
tcp/ip
ENVI SARscape (客户端)
客户端
客户端
…
客户端
SBAS 单机处理时间分布
一台机器做SBAS处理所需要的时间
Fraction total Fraction ofof total processing processing time time
SARscape 6.0
• 批处理模板 • 连接PS / SBAS 反算 • 超分辨率 • 改进的移动目标探测器
SARscape 5.3
•集成到ENVI 5.3中 • 完全支持PALSAR-2 ScanSAR 干涉处理 • 支持TSX ScanSAR 干涉处理 • 支持Sentinel-1 TOPSAR聚焦 • 无缝工作流 vs 可伸缩的集群
• 建筑物稳定性模型
• 船只监测 • 移动目标探测器 • 增强的极化/极化干涉模块 • 增强的立体SAR处理功能 • 全部支持GPU加速
• 条件式工作流
• 支持最新的机载和星载平台 • 为用户自主传感器提供标准的数据接口 • 开发前沿/先进的算法 • 定义标准化的预处理流程 • 工程化应用的工作流和信息提取模型 • 算法效率优化
SARscape数据处理
SARscape下雷达图像一般处理与应用sarscape 多视处理雷达图像地理编码slc图像滤波洪水监测作物监测SAR系统可以通过多种方式获得图像，如单通道或双通道模式（如HH、HH / HV或VV / VH)、干涉(单轨或多轨)模式、极化模式(HH,HV,VH,VV)、干涉及极化组合采集模式，不同的获取模式对应了不同的处理方法，可分为以下四种：∙雷达强度图像处理∙雷达干涉测量（InSAR/DInSAR）∙极化雷达处理（PolSAR）∙极化雷达干涉测量（PoIInSAR）本文介绍的是雷达强度图像的处理。
1 处理流程如下图是利用SARscape雷达图像基本处理工具，基于不同雷达数据情况，执行雷达图像处理和应用的流程图。
单雷达图像处理与应用流程图单一传感器，单一模式，多时相雷达图像处理与应用流程图单/多传感器，多模式，多时相雷达图像处理与应用流程图2 处理流程关键技术下面介绍流程中相关技术。
(1)聚焦处理对雷达系统的RAW数据中每个点的反射绿利用经过优化的调焦算法实现数据快速聚焦处理，直接输出单视复数产品数据（SLC数据）。
(2)多视处理为了得到最高空间分辨率的SAR图像，SAR信号处理器使用完整的合成孔径和所有的信号数据，如单视复数（SLC）SAR图像产品，使得SAR图像包含很多的斑点噪声。
多视处理的目的是为了抑制SAR图像的斑点噪声。
Multilooking工具支持距离向多视和方位向多视，处理得到的多视强度图像是距离向和/或方位向像元分辨率的平均值。
为了提高多视图像的辐射分辨率，降低了空间分辨率。
Multilooking工具支持SLC强度数据或距离向强度数据的输入。
对SLC图像(*_slc)多视处理的结果（右边*_pwr）(3)图像配准提供Coregistration工具，使用交叉相关技术实现覆盖同一地区的多幅雷达影像的自动配准，以达到亚像素配准精度，整个过程采用全自动的方式。
(4)滤波Filtering工具提供一系列滤波用于去除雷达图像的斑点噪声，可用于单波段雷达图像和多时相雷达图像。
SARscape5.2新功能与应用
哨兵1A数据导入
• 生成带有地理坐标的数据外边框shapefile数据，可自 动叠加到ArcGIS online上，便于数据区域的查看
哨兵1A数据InSAR处理
• 直接输入主从影像的数据索引文件_slc_list即可进行 InSAR工作流处理
2015年9月16日智利地震DInSAR测量
• 研究区：智利地 地震区域
• 数据源：5景哨兵 1A IW
• 时相：
北京时间2015年9月17日6时 54分左右，智利西部海岸发 生8.3级地震，震源深度12.5 公里，震中距离伊拉佩尔约 55公里
2014年8月24日美国旧金山地震DInSAR测量
研究区：美国旧金山 数据源：哨兵1A SM 时相：
当地时间2014年8月24 日，美国加州纳帕，旧 金山湾区发生6.0级地震， 震中位于旧金山东北约 60余公里的纳帕酒乡美 国峡谷
• 提供哨兵1A数据产品的下载功能； • 支持哨兵1号所有数据产品的导入，自动识别数据类型 • 新增“SENTINEL_TOPSAR”系统参数，专门针对哨
兵1号 TOPSAR模式数据处理的系统参数； • 支持纠正（RES）和精确（POE）的矢量产品； • 支持直接在Sentinel_slc_lise_file文件上（用_pwr文
日本鹿儿岛SBAS处理
• 数据源：哨兵1A IW(TOPSAR) • 2015年1月—9月，15个时相
日本鹿儿岛SBAS处理
31 July 2015 – 24 August 2015
CCD地表变化监测
• 区域：意大利南部区域地表变化监测 • 数据源：两个时相的哨兵1A SW 数据
红：相干性图 绿：平均强度图 蓝：强度变化图
哨兵1A SM数据
SAR遥感图像处理技术在测绘中的应用
SAR遥感图像处理技术在测绘中的应用引言近年来，随着科技的不断发展，遥感技术在各个领域得到了广泛的应用。
其中，合成孔径雷达（SAR）遥感图像处理技术在测绘领域具有重要意义。
本文将探讨SAR遥感图像处理技术在测绘中的应用，以及在地理信息系统（GIS）和土地资源管理等方面的优势。
一、SAR遥感图像处理技术的基本原理1.1 SAR遥感图像的获取原理SAR传感器利用发射的雷达脉冲与地表物体相互作用，接收回波信号后生成图像。
SAR由于可以突破云层的限制，可以实现全天候、全天时、高分辨率的图像获取，因而被广泛应用于测绘领域。
1.2 SAR图像的特点与光学遥感图像相比，SAR图像具有以下特点：（1）能够独立于太阳照射获取图像；（2）对地表覆盖类型有较强的穿透能力，适用于复杂的地表环境；（3）具有较高的分辨率，可以实现地面特征的较精细表达；（4）对地物运动具有敏感性，可用于目标检测和变化监测。
二、SAR遥感图像处理技术在测绘中的应用2.1 地形测量SAR遥感图像与地形数据的结合可以实现精确的地形建模。
通过使用SAR图像和多源高程数据，可以获取更为精细和准确的地形信息，为地理坐标系统的构建和三维城市模型的建设提供基础数据。
2.2 土地覆盖分类和变化监测SAR图像的多极化和多频率特点，使其对不同土地覆盖类型具有较好的区分能力。
通过对SAR图像进行分类，可以实现土地覆盖类型的自动提取和更新监测。
这对于土地资源管理和土地利用规划具有重要意义。
2.3 建筑物检测与变化分析SAR图像可以通过其与建筑物之间的相互作用来进行建筑物检测。
通过对多时相的SAR图像进行变化分析，可以实现对建筑物的新增、改建和拆除等变化进行监测，为城市更新和规划提供参考。
2.4 地表沉降监测地表沉降是城市化过程中常见的地质灾害之一，它对城市发展和生态环境造成不良影响。
SAR图像可通过测量地表形变来进行地表沉降监测，提供及时有效的数据支撑，以预警和防范地质灾害的发生。
SAR图像处理方法与研究应用前景
SAR图像处理方法与研究应用前景SAR图像几何校正 (2)概述 (2)SAR图像的几何特征 (2)SAR 图像几何纠正方法 (3)SAR图像斑点噪声 (3)概述 (3)斑点模型 (4)去除斑点噪声算法比较 (5)相干斑抑制技术的性能评估 (7)SAR图像分类技术 (7)雷达图像分类概述 (7)SAR图像分类传统技术 (8)SAR图像分类新方法 (8)采用新信息、新特征 (8)应用新理论 (10)SAR图像分割 (12)图像分割说明 (12)图像分割方法 (12)SAR图像特征信息提取 (13)特征提取说明 (13)特征提取方法 (13)SAR图像中目标的识别 (14)目标识别说明 (14)目标识别方法 (14)SAR图像融合 (15)图像融合概述 (15)SAR图像融合方法 (15)SAR图像恢复 (17)图像恢复说明 (17)图像恢复方法 (17)SAR图像解译 (17)SAR图像处理存在的问题 (17)图像处理现存的问题 (17)微波遥感有待进一步研究的问题 (18)SAR图像处理新进展 (19)SAR图像研究的应用 (20)引用领域 (20)SAR图像处理研究与应用的前景 (21)SAR图像几何校正概述雷达图像是斜距投影，原始图像的几何失真大，做定量的几何分析比较困难，因此，为了更好地利用雷达图像，必须对此进行几何校正。
星载SAR图像通常分为地距产品和斜距产品。
地距产品是系统中加入延时补偿装置以实现改正斜距投影，而斜距产品则没有加以改正。
地距产品是系统加以延时而产生的，它没有考虑到地形的变换所引起的变形，知识对由于斜视产生的时间延迟加以改正。
从某种意义上讲，它破坏了系统成像的几何关系。
如果利用构想方程来纠正，纠正的精度较差；如果把它当作中心投影并按多中心投影的几何关系来加以纠正，精度会高一些，这时因为地距产品影像与地形的关系接近于中心投影的几何关系。
但是它没有从根本上解决由于斜视对地形变化所产生的影像变化，所有纠正精度不很理想。
SAR图像处理技术及其应用研究
SAR图像处理技术及其应用研究随着科技的迅猛发展，人类对地球进行各种各样的观测和研究，掌握了许多可靠的地表信息。
SAR是一种强大的遥感工具，其高分辨率、遥感干扰和整合性能使其成为从太空观测地球表面的最佳工具之一。
本文将主要介绍SAR图像处理技术及其应用研究。
一、SAR技术SAR（Synthetic Aperture Radar）合成孔径雷达技术，它利用无线电波对地面进行扫描，重新合成一个大孔径超过实际发射天线大小的合成孔径天线，从而获得更高分辨率的图像，这种技术既可以进行二维成像，也可以进行三维成像。
SAR图像能够在各种天气条件下进行观测，因为它并不受气象条件的影响，而它的轨道使其能够对大范围的地表进行观测。
此外，由于SAR是一种主动传感器，它能够向地球表面发出电磁波，然后通过接收被物体反射回来的信号来构建图像。
因此，它能够独立地获得地表信息，不受夜间、云层和大气干扰的影响。
二、SAR图像处理技术SAR图像处理技术主要包括反演算法、滤波处理、几何校正等方面。
反演算法可以将原始SAR数据转换为地物特征图像，SAR图像的滤波处理和几何校正可以提高SAR图像的质量和精度。
（1）反演算法反演算法是SAR图像处理技术的核心。
在SAR图像处理中，需要将回波信号转换成图像，然而这种转换是一种非线性过程，需要使用反演算法来计算。
目前，常用的反演算法有Polar Format算法、Range-Doppler算法等，这些算法可以在计算速度和精度上做出平衡。
（2）滤波处理SAR图像的滤波处理主要是为了去除图像中的噪点和干扰信号，以便获取更加准确的地表信息。
常用的滤波方法包括中值滤波、高斯滤波、小波变换滤波等。
其中，小波变换滤波是比较有效的一种滤波方法，它能够去除SAR图像中的高频信号，提高图像质量。
（3）几何校正由于SAR图像是由空间合成孔径雷达扫描形成的，所以会存在一些畸变。
因此，需要进行几何校正，以消除SAR图像中的畸变，获得更加精确的地表信息。
SARscape让SAR处理简单而不失专业
SARscape 5.3 TerraSAR-X ScanSAR 干涉处理
SARscape 5.3 – 增强的条带模式数据镶嵌功能
2015年9月16日智利8.3 级地震，震源深度11km
时相: 5景 IWS frames (20m) 2015年8月24日 2015年9月17日
SARscape 5.3 – 支持Sentinel-1 TOPSAR 聚焦
SARscape —— 让SAR处理简单而不失专业
徐恩惠 白泽朝
主要内容
SARscape发展路线（集群、SARscape5.3、5.4版本） SAR数据处理的准备工作和关键技术 案例剖析：基于S1A干涉数据的台湾地震DInSAR处理 案例剖析：基于S1A时序数据的天津地区PS/SBAS处理
一台机器10天 完成
8台机器2天完成（每 台机器2个节点）
SAR数据处理准备工作&关键技术
——以Sentinel-1A数据为例
免费的SAR数据源——Sentinel-1A、1B数据
机构：欧空局 发射时间：2014、2016.04(1B) 基本参数：
– C波段全极化SAR – 数据模式：SW、IW、EW – 分辨率： 5/20/40 米 – 标准宽幅： 80/250/400千米 – 重返周期：6天（双星组网）
沉降坑深度? 体积变化?
死海沉降坑地质建模
死海沉降坑地质建模
Depth =15 m ∆V =288 m3
资源开采地质建模
ALOS PALSAR时序数据干涉得到的 2006-2010 平均形变速率图mm/y
天然气开采 & 水回填
SARscape 集群结构
tcp/ip
P2P copy
SARscape 集群
SARscape应用案例20111107
SARscape应用案例SAR数据可以在全天候情况下对研究区域进行量测、分析以及获取目标信息。
雷达干涉测量InSAR技术能获取地形信息DEM，以及地表形变信息。
多时相SAR的干涉叠加技术能获取地表在时间序列上的位移信息，精度能达到mm级。
1InSAR技术获取DEM合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）是以同一地区的两张SAR图像为基本处理数据，通过求取两幅SAR图像的相位差，获取干涉图像，然后经相位解缠，从干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测技术。
通过InSAR技术手段，短时间内获取瑞士境DEM数据，像元大小为25米，高程精度为7~15米。
图1瑞士全境25米DEM数据利用高分辨率的PALSAR数据，通过InSAR技术，提取的10米分辨率的非洲马拉维部分地区的DEM产品。
图2马拉维10米DEM数据InSAR技术不仅可应用于星载SAR，还可应用于机载SAR数据，获取精度更高的DEM，可构建三维场景，如图：图3星载SAR数据获取的DEM构建三维场景图4机载SAR数据获取的DEM数据构建三维场景2地表形变监测差分干涉雷达测量技术（D-InSAR）是指利用同一地区的两幅干涉图像，其中一幅是通过形变事件前的两幅SAR获取的干涉图像，另一幅是通过形变事件前后两幅SAR图像获取的干涉图像，然后通过两幅干涉图差分处理（除去地球曲面、地形起伏影响）或结合已有的DEM数据来消除干涉图中地形因素的影响，来获取地表微量形变的测量技术。
基于测量学的地表形变监测方法是在沉降区布设地面沉降监测网，包括地面沉降监测水准网、地面沉降监测GPS监测网、地面沉降监测地下水位（水量）动态监测网，通过定期的反复观测，为研究和控制地面沉降提供准确、可靠的资料。
该方法只能获得小范围内的形变信息，空间覆盖离散，实地堪踏对人力物力要求高。
与类似的离散点测量技术相比，D-InSAR 技术具有全天侯、全天时作业优势，其测量结果覆盖范围广、信息量大、节省人力物力。
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1986-2007土地利用变化图
2007 TM & ALOS PALSAR融合影像
ENVI SARscape 应用领域
城市制图 陆地/海洋 目标检测 溢油监测 海波高度估算
森林制图 作物估产 农业监测
洪水/湿地监测 荒漠化监测 土地覆盖制图
SARscape®
雪/冰川制图 DEM获取 建筑物变形监测 滑坡/地面形变监测
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辐射定标
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卷积滤波 SAR图像镶嵌 线性特征检测（道路、河流、海岸线……）
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正射校正
一般精校正结果 正射校正结果
SAR图像分割
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地物边缘检测 分割斑块合并 多时相数据分割
聚焦与多视
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提供基于相位保真的SAR原始数据调焦，通过W-K频域算 法，可以由原始SAR数据获得高精度的SLC数据。 支持ERS-1/2、ENVISAT的RAW数据的镶嵌，以SCL数据形 式输出。 支持的数பைடு நூலகம்类型ENVISAT ASAR、ERS/JERS-1、ALOS PALSAR等，能够对以下原始数据处理生成SLC数据
支持多源雷达系统
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ERS-1/2 JERS-1 RADARSAT-1 RADARSAT-2 ENVISAT ASAR ALOS PALSAR TerraSAR-X-1
COSMO-SkyMed
RADARSAT-1 1996 ERS-1/2 1991 ENVISAT 2002
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OrbiSAR-1 (X、P-band) COSMO-Skymed E-SAR RISAT-1 STANAG 7023 RAMSES TELAER GLAS/IceSat DEM
ALOS PALSAR PLR
极化干涉雷达（PolInSAR）处理
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SLC匹配 合成相位生成 相干优化 极化相位差 （PPD）/干涉图生成 合成相位补偿 极化相干
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从Pol-InSAR中获取树高
干涉叠加技术——永久散射体 & 短基线
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PS(Persisrent Scatterers,永久散射体)
与光学遥感数据的结合
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是 ENVI的扩展模块，可充分使用ENVI中的功能。
SAR应用案例
提取DEM数据
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通过InSAR技术手段，短时间内获取瑞士境DEM数据，像 元大小为25米，高程精度为7-15米。
监测地表形变
11天
22天
33天
44天
55天
66天
3.11日本地震
利用InSAR技术对日本仙台市进行地震形变监测。监 测结果表明，北部地面比地震前高，最大形变值达到 30厘米，南部地面总体呈沉降状态，最大值在监测区 域最南部，达到3.4米。总体上可以看出，从北向南， 呈现地面隆起到沉降的趋势，并且最南部区域地面严 重沉降。
聚焦扩展模块——Focusing Module
滤波扩展模块——Filter Module 扫描式干涉雷达处理扩展模块——ScanSAR Interferometry Module 极化雷达处理扩展模块——Polarimetery & PollnSAR Module 干涉叠加扩展模块——Interferometry Stacking Module
SARscape雷达图像处理技术 及其前沿应用
徐恩惠
Esri中国（北京）有限公司 遥感事业部
主要内容
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ENVI SARscape背景介绍 ENVI SARscape雷达图像处理技术 SAR 应用案例 总结
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雷达图像处理技术
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雷达数据基本处理与分析
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数据输入、多视、地理编码、配准、正射纠正、滤波、分类等
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雷达多视图像假彩色合成
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目的:识别海上船只 假彩色合成
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多视图像（Multilooked） 合成方案：VH, HV, VV = R, G, B 地面分辨率 = 10m
Raw 极化信号数据
聚焦
SLC (HH, HV, VH, VV) 探测图像(HH, HV, VH, VV) 假彩色合成
多视
假彩色合成效果
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InSAR & Scan-InSAR处理
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DEM提取 变形监测
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PolSAR &Pol-InSAR处理 干涉叠加（Interferometric stacking ）
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雷达图像序列分析 PS/SBAS——实现mm级精度监测
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成果应用
雷达图像处理软件策略
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主模块包括最基本SAR处理功能 依托专业、成熟雷达处理技术由瑞士 SARmap公司开发SARscape扩展模块 SAR与光学遥感结合
2003年12月26号伊朗巴姆地震前后地表变形监测
南北产生方向相反的变形， 形成南北向走滑断层
城区大部分区域受到影响 – 不连贯变形
京津高铁沿线地面沉降速率（2007.1-2009.6）
中国国土资源航空物探遥感中心, 遥感方法所 葛大庆
沪杭高铁沿线地面沉降监测
中国国土资源航空物探遥感中心, 遥感方法所 葛大庆
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与地理信息的集成
ENVI SARscape 完整的雷达图像处理平台
…SARscape ENVI
The Complete Image •航天传感器 Processing •航空传感器 Platform ENVI is the premier application for •常见文件格式 extracting •RAW 数据 geospatial information from remotely-sensed imagery.
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永久散射体能用来确定由于一些自然现象（例如： 火山或 地震活动，山崩，地陷，建筑物倒塌等）而产生的特征地物 在地面上产生的mm级的位移。精度相当高。
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支持 ERS、ENVISAT等卫星获取的SAR数据
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SBAS (Small Baselines,短基线)
永久散射体用于巴黎地表沉降监测
用ERS-1/2 SAR 监测城市地表沉降速率 1992 -- 2003
轨道修正
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DEM生成 位移生成（生成相干图像） 形变模型
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2-pass InSAR 获取DEM
输入: SAR SLC 像对
输出: DEM
D-InSAR
干涉图
形变图
ScanSAR干涉处理
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ScanSAR模式的干涉处理 (400 by 400 km） 与干涉处理模块结合，可以用于处理生成大范围的干涉 图像、相干图像、地面断层图/形变
海上的船只 港口
港口建筑
N
海上船只检测
Gamma & Gaussian 滤波
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效率高，减少了噪声，同时也保持了雷达反射、纹理特性 和空间分辨率。
Gaussian-Gaussian Map filter 滤波方法
强大的InSAR处理能力
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InSAR处理能力
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支持中分辨率（如ASAR宽模式）和高分辨率（ASAR影像模 式）的InSAR和DInSAR数据 关键基线计算 生成干涉图 多孔径干涉对比 大气校正 干涉连贯性统计 干涉图补偿 干涉图滤波 相位解缠 相位编辑
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ENVISAT Image Mode data ENVISAT Alternating Polarization data ENVISAT Wide Swath2 data ALOS PALSAR Fine Resolution ALOS PALSAR Dual Polarization ALOS PALSAR Full Polarization ALOS PALSAR ScanSAR
北京地铁13号线地表沉降监测
中国国土资源航空物探遥感中心, 遥感方法所 葛大庆
冰川 & 极地地区海冰监测
快速运动的冰舌
不连续的浮冰
森林制图
木材蓄积量
森林制图
多时相的水稻种植监测
高分辨率SAR监测作物生长
洪水监测
洪水发生时
一个月后
绿色—植被 褐、灰色—裸地 蓝色—水体
土地利用变化监测
1986 TM影像
极化SAR(PolSAR)处理
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支持极化SAR以及极化干涉SAR数据
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ALOS PALSAR,RADARSAT-2,TerraSAR-X-1 极化定标矩阵 极化信号
极化合成
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对极化SAR处理能力包括：
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极化特征 Pauli 分解 熵－各向异性-阿尔法分解 熵－各向异性-阿尔法分类
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Pauli 分解
ENVI SARscape功能菜单
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基本处理 聚焦 滤波 干涉雷达 干涉叠加 扫描干涉雷达 极化与极化干涉雷达 实用工具 批处理
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ENVI SARscape雷达图像处理技术
雷达数据基本处理与分析
INSAR/DINSAR处理技术
极化雷达处理技术
干涉叠加技术
支持多源雷达系统
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谢谢！
矿山沉降监测
SBAS应用利桑半岛形变监测
利用31景Envisat ASAR 获取2003年~2010年间平均地表位移速率 [mm/year]
众多实用工具
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制图转换 数据统计 DEM提取 彩色合成 生成地面控制点文件 生成TIFF文件 图像修改
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PRF校正
质量分析 ……
数据读取
数据分析