高分辨率SAR图像桥梁目标仿真与特性分析

张月婷; 仇晓兰; 丁赤飚; 雷斌; 付琨

doi:10.12000/JR14139

高分辨率SAR图像桥梁目标仿真与特性分析

DOI: 10.12000/JR14139

1.
(中国科学院电子学研究所北京 100190)
2.
(中国科学院空间信息处理与应用系统技术重点实验室北京 100190)

基金项目:

国家自然科学基金(61401429)资助课题

详细信息

作者简介:
张月婷(1983-)，女，中国科学院电子学研究所助理研究员，主要从事SAR图像仿真和SAR图像理解领域的研究。E-mail:zhangyueting06@mails.gucas.ac.cn 仇晓兰(1982-)，女，中国科学院电子学研究所副研究员，主要从事SAR成像处理领域研究。长期从事先进体制SAR数据处理方面的研究工作，主要研究方向包括单/双站SAR成像处理、干涉SAR处理、SAR星地一体化仿真技术等。参与中国遥感卫星一号、六号等的成像处理系统建设、定标信号分析等工作，参与高分重大专项等多个重大项目。丁赤飚(1969-)，男，研究员，博士生导师，现任中国科学院电子学研究所副所长，主要从事合成孔径雷达、遥感信息处理和应用系统等领域的研究工作，先后主持多项国家863重点项目和国家级遥感卫星地面系统工程建设项目，曾获国家科技进步一等奖、二等奖各一项。雷斌(1978-)，男，中国科学院电子学研究所研究员，信号处理与应用技术研究实验室主任，多源空间信息处理系统技术方向的学科带头人。作为项目负责人先后主持了中国遥感卫星系列卫星地面处理系统、多星多传感器地面系统体系结构和关键技术研究、多波段机载SAR机动成像处理系统、全国陆地观测卫星接收站网记录系统等多项国家重大工程项目的研制工作。曾获中科院杰出成就奖、军队科技进步二等奖等奖励。付琨(1973-)，男，研究员，中国科学院电子学研究所所长助理，中科院空间信息处理与应用系统重点实验室主任，高分辨率对地观测国家重大专项地面系统专家组专家，高分辨率对地观测国家重大专项航空系统专家组专家，数字鄂尔多斯专家组专家。主要研究方向为地理空间信息处理与可视化、地理空间数据挖掘、SAR图像理解等。

计量
- 文章访问数: 3113
- HTML全文浏览量: 260
- PDF下载量: 1723
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2014-11-20
- 修回日期: 2015-03-11
- 网络出版日期: 2015-02-28

The Simulation and Characteristics Analysis on High Resolution SAR Images of Bridges

1.
(Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
2.
(Key Laboratory of Spatial Information Processing and Application System Technology,Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)

摘要

摘要: 该文针对多径散射特征，给出了一种高分辨率SAR图像的仿真与特性分析方法，以桥梁目标为例开展了分析，该仿真方法从SAR工作原理出发，利用几何光学法计算和分析桥梁目标的单次散射情况和多径散射情况，并根据雷达工作原理和成像机理利用散射数据获得仿真SAR图像。文中选择了悉尼大桥为研究对象，利用分辨率为1 m的Terra-SAR数据开展了实验，仿真获得的SAR图像与实际SAR图像的主要散射特征一致，验证了方法的有效性；同时，根据仿真算法的分析过程，文中给出了悉尼大桥SAR图像主要散射特征的细节解释。实验表明，该方法能够有效获得目标的多径散射特征，同时能够有效辅助目标的SAR图像理解工作。
- 高分辨率SAR图像 /
- 多径散射 /
- SAR图像解译 /
- 散射机理分析
Abstract: An approach for simulation and analysis on the high resolution Synthetic Aperture Radar (SAR) images is provided and bridges are chosen for analysis. According to the principle of SAR, the Geometry Optics (GO) is employed to calculate the direct scatterings and multi-path scatterings of the bridge in this approach. In this study, the Sydney Bridge is chosen for analysis, and the Terra-SAR data with 1 m resolution is used. The results show that, the main properties of the bridge with the simulation and the real data are consistent, which tests the validity of the approach. Furthermore, according to the simulation process, the main scattering characteristics of the SAR image of the Sydney Bridge are interpreted. The experiments show that this approach can provide the main scattering characteristics of the target, and also show that it can be helpful for SAR images interpretations.
- High resolution SAR images /
- Multi-path scattering /
- SAR image interpretation /
- Scattering mechanisms analysis

HTML全文

参考文献(12)

[1]	Werninghaus R and Buckreuss S. The TerraSAR-X mission and system design[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2010, 48(2): 606-614.
[2]	Suess H and Buckreuss S. The dual-use potential of the TerraSAR-X Mission[J]. SPIE, 2009, 7308: 1-8.
[3]	Pitz W and Miller D. The TerraSAR-X satellite[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2010, 48(2): 615-622.
[4]	Oliver C and Queagan S. Understanding Synthetic Aperture Radar Images[M]. Boston USA, SciTech Publishing Inc, 2004, Chapter 1.
[5]	Zhang Yue-ting and Ding Chi-biao. Special phenomena of the shadow region in the high resolution synthetic aperture radar image due to synthetic aperture[J]. Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, 2012, 33(10): 1052-1070.
[6]	Franceschetti G, Guida R, Iodice A, et al.. Building feature extraction via a deterministic approach: application to real high resolution SAR images[C]. IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, Barcelona, Spain, 2007: 2681-2684.
[7]	Chen Hong-zhen, Zhang Yue-ting, Wang Hong-qi, et al.. SAR imaging simulation for urban structures based on analytical models[J]. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2012, 9(6): 1127-1131.
[8]	Guida R, Iodice A, and Riccio D. Assessment of TerraSAR-X products with a new feature extraction application: monitoring of cylindrical tanks[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2010, 48(2): 930-938.
[9]	Soegel B U, Thiele A, Gorss H, et al.. Extraction of bridge features from high-resolution InSAR data and optical images[C]. Urban Remote Sensing Joint Event, Paris, 2007, 10.1109/ URS.2007.371882.
[10]	Wang Gui-ting, Huang Shan, and Jiao Li-cheng. An automatic bridge detection technique for high resolution SAR images[C]. Asian Pacific Conference on Synthetic Aperture Radar, Xian, China, 2009: 498-501.
[11]	Cumming I G and Wong F H. Digital Processing of Synthetic Aperture Radar Data: Algorithms and Implementation[M]. London: Artech House, 2005, Chapter 5.
[12]	Auer S, Hinz S, and Bamler R. Ray-tracing simulation techniques for understanding high-resolution SAR images[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2010, 48(3): 1445-1456.