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题目:InSAR景象配准方法研究

关键词:InSAR景象配准方法,干涉合成孔径雷达,数字高程模型,局部极大值法,相关系数法

  摘要


众所周知,雷达是一种通过发射电磁波信号并接收其照射目标回波来获取目标相关信息的电子设备,它最初被用于进行目标检测和测距。随着电子技术的飞速发展,雷达被赋予了越来越多的功能。目前,利用雷达获取的信息已经从最初的一维(距离)发展到现今的三维(距离、方位和高度),从普通的目标检测发展到对目标大小、形状及图像信息的获取,从简单的静目标检测与测距发展到复杂的动目标检测与测速。

SAR图像配准是SAR图像融合、SAR图像变化检测以及提取感兴趣目标的基础,它在导航、地形与地图配准和目标快速定位等领域具有重要的研究意义和广泛的应用前景。近年来,国内外的科研工作者提出了许多SAR图像配准方法,但这些方法大多是针对二维SAR图像配准的,对于三维地形图的配准研究甚少。基于此,本文提出了一种结合局部区域极大值法和相关系数法的InSAR景象匹配方法。

本文先采用格网读点法和线性内插相结合生成研究所需的参考DEM和待配准DEM。然后,在已有地形数据的基础上,利用本文提出的局部区域极大值法对待配准DEM进行点特征提取。根据提取出的特征点,再利用相关系数法找出参考DEM上与之对应的同名点,从而实现InSAR景象匹配。基于此理论研究结果,本文利用MATLAB对上述InSAR景象匹配方法进行了仿真实验,进一步验证了该方法的可行性。根据实验结果,分析了该方法的配准精度和稳健性。而后,本文又利用已有的DEM数据进行了SAR图像模拟,同时分析了基于Harris算子与相关系数法的二维SAR图像配准方法。同样,利用MATLAB对上述的SAR图像配准方法进行了仿真实验。根据实验所得数据,分析和比较了InSAR景象匹配方法和SAR图像配准算法的可行性、稳定性以及配准精度。实验结果表明:本文提出的基于局部极大值和相关系数法的InSAR景象匹配方法不仅在理想情况下是切实可行的,而且当成像存在误差或噪声干扰时,该方法依然具有可行性和良好的配准精度。而基于Harris算子和相关系数法相结合的SAR图像配准方法针对无噪声的理想情况下,具有较好的配准精度。但如果考虑存在成像误差或噪声干扰时,该方法的可行性、稳定性和配准精度都会变差。