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合成孔径雷达影像匹配技术研究

作　者: 罗晓曼
导　师: 黄国满
学　校: 中国测绘科学研究院
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 合成孔径雷达核线方程构像方程特征提取影像匹配
分类号: P225.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)影像匹配是SAR影像处理,特别是SAR立体测量的重要处理过程,SAR影像的匹配模型和方法是当前SAR数据处理方法研究的一个重点。但是由于与光学的成像机理不同,SAR影像与光学影像具有很大的差异,所以本文从SAR的几何构像模型入手,利用传统的光学方法结合SAR的构像模型和自身特点,探索适合SAR影像的匹配方法和模型。本文基于光学传统的核线方法,探讨式地提出了利用核线几何关系的SAR影像匹配方法。首先建立影像对之间的关系,分别使用共面条件和核线定义的方法生成近似核线影像,并通过SAR图像同侧和异侧立体像对进行实验,证明了光学的经典方法也能在SAR影像匹配实验中得到较好的应用,结合合成孔径雷达的构像方程和核线定义是可以生成近似核线影像的。但是单纯利用灰度相关的方法搜索效率不理想。考虑到合成孔径雷达特有的成像机理与影像特点,本文在生成近似核线影像的基础上,进一步研究了结合边缘特征的SAR影像匹配方法。通过分析提取SAR影像边缘特征的不同算子的作用,采用了Canny和Ratio的组合算子对影像进行边缘提取,从而结合边缘影像上的特征点进行影像的匹配。实验结果表明,该方法可以获得较好的匹配精度,匹配效率也大大提高。研究与试验表明,利用核线几何关系的SAR影像匹配方法和结合边缘和灰度特征的SAR影像匹配方法是可行的,本文的研究为后续的SAR影像立体观察和立体测量提供了技术准备。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-17
  1.1 引言  9-11
  1.2 合成孔径雷达影像匹配技术研究现状  11-14
  1.3 研究目的及意义  14-15
  1.4 研究内容及论文组织结构  15-17
第二章合成孔径雷达成像原理和影像特点  17-35
  2.1 合成孔径雷达成像原理简述  17-19
    2.1.1 雷达影像的分辨率  17-18
    2.1.2 合成孔径雷达成像原理  18-19
  2.2 SAR影像特点  19-29
    2.2.1 SAR影像的几何特性  19-24
    2.2.2 SAR影像的辐射特性  24-29
  2.3 影响SAR影像匹配的问题分析  29-30
  2.4 合成孔径雷达影像严格几何构像模型  30-35
    2.4.1 F.Leberl模型  30-32
    2.4.2 G.Konecny等效共线方程  32-33
    2.4.3 行中心投影公式  33
    2.4.4 雷达构像模型评述  33-35
第三章 SAR影像立体匹配模型与方法  35-42
  3.1 雷达立体影像获取方式  35-37
  3.2 雷达立体观察  37
  3.3 SAR影像立体匹配模型  37-39
  3.4 雷达立体匹配影像的预处理  39-42
第四章基于核线模型的SAR影像匹配方法  42-59
  4.1 中心投影影像核线理论  42-45
    4.1.1 中心投影影像的核线几何模型  42-43
    4.1.2 核线的特性  43
    4.1.3 核线方程的求解  43-45
  4.2 基于共面条件的SAR影像近似核线模型  45-47
  4.3 基于核线定义的SAR影像近似核线模型  47-52
    4.3.1 SAR影像定向参数解算  47-50
    4.3.2 SAR左片单像定位  50
    4.3.3 求解右片影像核线  50-52
  4.4 核线重采样  52
  4.5 SAR影像匹配  52-53
  4.6 实验与结果分析  53-59
第五章基于边缘特征的SAR影像匹配方法  59-75
  5.1 边缘特征提取  59-66
  5.2 基于边缘特征的SAR影像匹配模型  66-70
    5.2.1 基准点提取  67-68
    5.2.2 同名点匹配  68-69
    5.2.3 对匹配点对的修正  69
    5.2.4 影像匹配处理流程  69-70
  5.3 实验与结果分析  70-75
第六章结论与展望  75-77
  6.1 结论  75-76
  6.2 不足与展望  76-77
参考文献  77-80
发表文章目录  80-81
致谢  81

合成孔径雷达影像匹配技术研究

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