基于KI算法的多时相ASAR影像水面信息变化检测

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第25卷第2期长江科学院院报vn1．25No．22008年4月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteApt．2008文章编号：1001—5485f2008)02—0029—04基于KI算法的多时相ASAR影像水面信息变化检测申邵洪，谭德宝，陈蓓青(1．武汉大学遥感信息工程学院，武汉430079；2，长江科学院空间信息技术应用研究所，武汉430010)摘要：合成孔径雷达(SAR)已成为国际对地观测最重要的前沿技术之一，独具全天时、全天候观

2、测能力和对地表穿透性等特征，使之成为快速、准确获取水面信息，宏观监测水资源的重要手段。提出了一种基于KI算法的水面信息自动变化检测方法，以高级合成孔径雷达(ASAR)影像数据为实验数据，分析了水体和其它地物在影像上的差异。采用log-ratio算子生成差异影像，在差异影像服从泛高斯分析的前提下，探讨了水面变化信息的自动提取。试验结果验证了该方法能够快速、自动、精确获取水面变化信息。表明多时相ASAR数据能够广泛用于多云多雨地区的水面信息变化获取，水资源管理等领域。关键词：ASAR；斑点噪声；log-ratio算子；KI算法；水面信息中图分类

3、号：TP751文献标识码：A合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，用基于GG(GeneralizedGaussian)分布的KI算法，)作为一种工作在微波波段的主动式传感器，具实现差异影像的自动分割；④水面变化检测的精确有不依赖太阳光照和气候条件，能够全天候、全天时获取及检测精度评定。监测目标，并对云雾、植被及干燥地物有一定的穿透能力⋯1，使得微波遥感在及时、准确、全面获取水面1研究理论及方法变化信息方面具有独特的优势。ENVISAT卫星是欧空局对地观测卫星系列之一，于2002年3月1日1．1ASAR数据的主要特点升空

4、，卫星轨道高度为800km，过境周期为35d。A是由欧空局研制，在ENVISAT—l上飞ASAR(AdvancedSyntheticApertureRadar)是En—行的新型合成孔径雷达，工作在C波段，可以为每visat—l上最为重要的一个传感器，其目的是用个轨道连续获取30min图像。它增强了在覆盖度、ASAR对地面进行观测，提供关于海浪、海冰、陆地入射角范围、极化和工作模式上的功能。卫星运行冰雪的分布范围、地表地形及陆地表面特征、土壤湿一周的时间为100min，所携带传感器对同一地区度及其湿地范围等测量信息，可以对环境、气候变进行重复

5、观测的周期为35d。ASAR除了具有全天化、洪涝灾害进行监测。随着微波遥感卫星的时间、时、全天候、穿透性等特征外，还具备多极化、多入射空间分辨率不断提高和数据成本不断下降，利用角、宽幅成像等特点(见表1)。其主要优点表现在SAR进行大区域水面信息的提取及变化检测的研以下几个方面：究越来越受到人们的关注，并在理论和运用上进行(1)用ScanSAR可以达到500km的幅照宽了一系列的研究。度；杨存建[，朱俊杰[引，孙涛[j等在理论和实际(2)可获得垂直和水平极化的信息；应用各方面对SAR在水体信息提取方面进行了深(3)交替极化模式可使目标同时以

6、垂直极化和入研究，探讨了ENVISATASAR在特大洪涝灾害水平极化方式成像；监测中的潜力和重要作用。本文在以上研究基础(4)有不同的空间分辨率和数据率；上，利用多时相ASAR数据，提出了一种适合大范(5)可提供7个条带，入射角在15。～45。的雷围水面变化信息快速识别与提取的方法。方法由如达数据。下几个模块构成：①数据预处理；②采用多时相1．2多时相影像比较及直方图分析ASAR影像，通过log—ratio算子生成差异影像；③采本文中的多时相影像的比较原理是对两个不同收稿日期：2007-04—16作者简介：申邵洪(1982一)，男，湖南邵东

7、人，博士研究生，主要从事遥感图像解译与模式识别研究，(电话)15972146992(电子信箱)sshl127@tom．com。维普资讯http://www.cqvip.com30长江科学院院报表1ASAR数据在轨工作参数1．3基于GG分布KI算法单阈值方法Table1WorkingParametersofASARdata直方图分割是遥感图像处理中的一种常用方工作模式法，其基本思想是在直方图中设定一个或者多个阈值，将整个直方图划分为多个区域，每个不同区域将覆黧或HwHVVH+十H、『V＼，⋯鬟～⋯一鬻或HHw代表相应的类别，具有灵活、直观、运

8、算效率高等特点，所以在遥感图像分类和专题信息提取中已有广泛应用。在本文研究中，直方图h()由两个不同分布的类别组成，可采用KI(Kittler—Illingworth)阈值选择算