微波遥感集中实习报告一

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1、微波遥感集中实习报告一、实习目的与要求通过对不同类型的SAR图像进行比较和分析，认识SAR影像的几何和辐射特点，特别是不同类型地物的影像特征，为提高图像解译能力奠定基础；理解斑点噪声产生原因，熟悉SAR图像滤波方法，以减少斑点噪声的影响，在此基础上，综合利用基础知识和原理对SAR图像进行解译和计算机自动分类。二、实习内容1.SAR影像认识和比较通过对不同数据的比较，分析SAR影像的数据特点，包括SAR影像的辐射特性和儿何特性。SAR影像的辐射特性包括影像上有明显的斑点噪声，这是由于回波的相干性，造成图像明暗变化，有些像元很亮，形成斑点噪声。SAR影像的儿何特点包括斜距显示的近距离压缩、透视收

2、缩和叠掩以及雷达阴彫，近距离压缩是因为SAR影像是侧视投影距离成像，地距上等长的物体斜距成像Z后会表现为成像点近的地物成像较短，远的地物成像较长，这种现彖在平地时可通过等效中心投影消除，但在山地等有高低起伏的地形即使以地距显示也无法消除这种圧缩现象；透视收缩是指在山地前坡方向或是其他有高度起伏的地物，坡度较缓时，近距离时图像收缩更大，而叠掩现象也是主要发生在山地前坡以及其他有起伏的地物上，坡度较大吋，会出现顶底重叠甚至顶底倒置的现象，不仅如此，信息之间还会相互叠加，导致信息被掩盖，叠掩现象在城市地区影像解译方面影响较大；雷达阴影是由于波束无法到达后向区域，造成阴影现象。2.不同类型SAR数据

3、的比较分析首先有同一地区光学与雷达影像，对比分析发现，光学影像更符合人眼的视觉效果，较易解译，雷达影像存在一定的几何变形，并且还会出现许多亮点一一斑点噪声，这是其固有屈性，对比光学影像，在几何上有不一致，解译也较困难。比较星载机载获取的同一地区的雷达影像，发现也有不同。由于平台不同，影像也表现出了不同的特点。机载雷达影像表现出更明显的明暗条带间变化，这是因为星载平台入射角要小于机载雷达，所以星载影像照度更均匀，机载雷达影像则明显受天线方向图的影响，并且机载平台不如星载平台稳定，几何变形更大。再通过比较不同波段的雷达影像以及不同极化方式的雷达影像，分析波长和极化方式对成像的影响。3.SAR影像

4、滤波由于SAR影像的固有特性一一斑点噪声的存在，雷达影像在利用时总是需要先进行滤波处理。此处利用不同窗口大小、不同滤方法来实现雷达影像滤波，并对其进行定性定量评价。4.SAR影像的解译判读和分类这里先对雷达影像进行目视解译判读，再利用软件实现基于像元的SAR彫像分类和面向对彖的SAR影像分类。可以发现基于像元的方法是很难得到令人满意的分类效果的，基于对象的方法有所改进，但仍有不足，需要结合其他更多的信息，如图像纹理、阴影、分布位置、形状大小和与周边地物的关系来帮助解译和正确分类。三、实习步骤1.不同SAR数据的读取比较和特点分析合成孔径雷达成像是距离成像，正因其特殊的成像方式，图像有其特有、

5、固有的特点。下面将通过比较光学影像与SAR影像的区别、机载星载SAR影像以及不同波段、不同极化方式下SAR成像的区别来对SAR影像的成像特点进行分析总结。1.1光学影像与SAR影像的比较图1光学影像图2SAR影像光学影像与人眼视觉相近，是小心投影，并且像元灰度值与地表真实反射率有关；SAR影像是距离成像，斜距投影，像元灰度与地物的散射系数散射截面有关。根据它们成像原理的不同，可由图像很明显的看出，SAR影像中较亮的像元主要是建筑和管线，主要是由于角反射和谐振作用等。SAR影像另一个与光学影像不同的明显特点是：放大SAR影像可以看到较明显的亮点一一斑点噪声，而光学影像没有这种现彖。这主要是因为

6、雷达向地物发射电磁波，地物散射回波会有相干性，相干波造成了这种有明有暗的斑点噪声，这是SAR影像固有的特征，可以通过一定的方法减弱斑点噪声的影响。图3斑点噪声1.2机载与星载SAR影像比较图4农大机载SAR影像图5星载SAR影像对比机载与星载的SAR影像对同一地区的观测可以很明显发现一个特点:机载SAR影像有很明显的明暗变化，这体现了天线方向图的影响。在SAR系统发射功率、调制波形和天线增益一定的前提下影响机载SAR图像强度的主要因素是天线方向图和作用距离。雷达天线方向图表征了雷达天线辐射特性与空间角度的关系。沿雷达天线方向图的主瓣中心方向，SAR成像强度最大、信噪比最高；从主瓣中心向方位向

7、两侧，成像强度依次减弱，且夹角大于半功率角后，强度减弱加剧。雷达天线方向图影响导致机载SAR图像沿距离向呈现中间亮、两侧暗，中间信噪比高、两侧信噪比低的特点，所以我们从农大的机载影像上也可以看到“暗一亮一暗”这样的变化。图6机载与星载影像对同一地区观测并且由影像也可以看出斜距成像的特点。先由图像中的阴影和透视收缩判断观测方向是从左上角观测，图像在靠近观测附近的E地宽度明显小于远离观测点的B地，表现出近距离压缩