雷达遥感技术用于违法违规用地监测

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1、雷达遥感技术用于违法违规用地监测试验研究报告二OO九年一月六号目录1、引言32、SAR数据特点52.1基本情况52.2SAR数据基础62.2.1波段设置62.2.2分辨率72.2.3极化方式72.3SAR数据特征82.3.1地表表面粗糙度82.3.2图像几何特性82.3.3介电特性92.3.4干湿程度92.4主要地物影像特征93技术路线和方法分析113.1SAR建筑物成像机理分析133.1.1建筑物的叠掩与阴影效应133.1.2尖顶建筑物屋顶面单次反射效应143.1.3建筑物的角反射效应143.1.4高分辨率SAR图像的建筑物成像分析

2、153.2K-均值分类法163.3Hough变换174试验与分析184.1雷达影像预处理184.1.1雷达影像几何纠正184.1.2雷达影像斑点噪声处理204.2SAR图像建筑物叠掩的信息提取214.3建筑物屋顶的提取214.4识别违法违规用地235总结231引言土地资源是人类赖以生存的最基本的自然资源，也是构筑社会主义市场体系的重要组成部分，它的运行状况关系到国民经济的健康运行、关系到人民群众的切身利益、关系到经济社会的可持续发展。土地利用是人类根据土地的特点，按照一定的经济与社会目的，采取一系列的生物和技术手段，对土地进行长期或周

3、期性的经营活动，以利于人类的生存和发展。现实情况告诉我们，当前我国土地利用和开发中仍然存在一些违法违规用地的问题，如违反土地利用总体规划圈占土地、未批先用、边报边用、低价出让土地等违法用地现象仍时有发生，这些问题不仅扰乱了正常的土地管理和土地市场秩序，甚至造成了国有资产的流失、侵害了失地农民的合法权益，影响了我国土地市场的规范和发展。因此，强化合理利用和科学管理土地、综合规划整治、保护土地、充分挖掘土地利用潜力对国民经济建设具有重要意义。长期以来，人们对土地利用状况的监测调查需要耗费大量的人力物力，而且由于许多客观因素的影响，不能及时

4、准确地反映当地的真实情况，从而影响决策部门的宏观管理。随着科学技术的飞速发展，遥感技术深人到了国民经济建设和国防建设的各个方面，它在土地利用动态监测中也发挥了前所未有的作用。自1996年我国开展每年一度的土地变更调查工作以来，遥感监测由于具有宏观、快速、实时、动态等特点，它在国土资源大调查中发挥着越来越重要的作用。1996年至1998年，土地利用动态监测的遥感数据多采用TM等多光谱影像，由于其空间分辨率较低，难以满足1：2.5万或1：1万等较大比例尺资源调查的应用需求。随着遥感技术的发展，自1999年开始，国土资源部门已经开始利用高空

5、间分辨率的遥感卫星数据如IKONOS和QuickBird等进行大比例尺土地利用动态监测，这些空间分辨率达到1m甚至更高的遥感卫星数据的利用大大提高了土地利用变化监测的应用范围和精度，能够对城市土地利用现状进行及时、有效的监测。光学影像具有色彩丰富，纹理清晰等特点，但是光学影像由于受云雨影响比较大导致其应用存在很大的局限性。在某些地区由于自然条件的限制存在多云、多雨、多雾等天气状况，很难穿透云雨雾获取高质量的光学影像，不能形成时间序列上的持续监测，无法及时获取土地利用变化状况的最新信息。而雷达卫星的全天时、全天候的数据获取能力以及穿透能

6、力日益展现出明显的优势，能够在阴雨、多云的气象条件下获取监测地区的遥感影像，因此，雷达卫星遥感数据也越来越多的应用到土地利用变化监测中来。特别是2007年以来，若干高分辨率SAR（SyntheticApertureRadar，合成孔径雷达）卫星的成功发射（并均有同等或更高分辨率的后续星发射计划），为土地利用遥感调查与监测的实际运用创造了条件和基础。2SAR数据特点2.1基本情况SAR卫星的发射和数据应用已有多年的历史，上世纪90年代进入民用领域，主要有：欧空局的ERS-1/2和Envisat（C波段）、日本的JERS和ALOS（L波段

7、）、加拿大的Radarsat-1/2、德国的TerraSAR和意大利的COSMO-SkyMed。其中TerraSAR、Radarsat-2和COSMO-SkyMed为2007年以后发射的高分辨率、多极化、多模式的雷达卫星。Cosmo-Skymed即“宇宙-地中海”雷达卫星，由意大利阿莱尼亚航天公司和法国阿尔卡特公司合作研制，系统由4颗星组成。Cosmo-Skymed系统使用X波段合成孔径雷达拍摄地球的雷达图像，最高分辨率为1米，扫描带宽10公里，具有雷达干涉测量地形的能力。主要用途是灾害管理。对洪水区、工业污染、地震损失估计、以及地形

8、结构分析等目标进行全天候评价。德国雷达卫星TerraSAR-X于2007年6月15日发射升空，是首颗由德国宇航中心和EADSAstrium公-私共建的德国卫星。TerraSAR-X在距地514公里高的极轨道上绕地运转、该