收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高分辨率SAR图像建筑物提取方法研究

赵凌君  
【摘要】: 针对城区SAR图像解译应用的需求,本文研究了高分辨率SAR图像的建筑物提取技术。面临当前实际应用中对大场景高分辨率图像进行处理的迫切需求,提出建筑物提取的分层处理思路,即首先从大场景图像中检测出感兴趣的建筑区,然后在建筑区内部进行建筑物的检测,最后对检测到的建筑物进行几何信息提取。按照这一思路,在建筑物SAR图像特征分析与仿真的基础上,对建筑区检测、建筑物检测及几何信息提取技术进行了深入的研究。开展的工作主要包括以下几个方面: (1)建筑物SAR图像的特征分析与仿真。分析了建筑区的主要散射机制和建筑物的典型成像效应及其到SAR图像上的映射关系,归纳总结了建筑物在SAR图像中的典型特征,并仿真建筑物的SAR图像对此进行了验证。这些工作为后续研究的开展奠定了基础,特别地,建筑物图像仿真还为建筑物几何信息提取阶段的研究提供了测试数据集。 (2)SAR图像中建筑区的检测。根据为建筑物检测阶段提供ROI区域的要求,以准确、高效地完成建筑区检测为目标,提出了一种基于变差函数纹理特征的SAR图像建筑区检测方法。该方法的特点与优势在于:首先,变差函数纹理特征能够刻画高分辨率SAR图像中建筑区所表现出来的很强的非相似性,易于区分图像中的建筑区与非建筑区;其次,通过分析建筑区与非建筑区变差函数曲线的规律,可以确定最适于建筑区-非建筑区两类分类的纹理间距;再次,变差函数纹理特征计算可高效完成,在理论分析其计算量的基础上,推导出了相应的快速算法,大大提高了建筑区检测方法的实用性,能够满足为后续建筑物检测提供ROI区域的应用需求。 (3)SAR图像中建筑物的检测。以完整、准确地检测到建筑区中单个建筑物目标轮廓为目标,针对现有检测方法对复杂场景以及不同建筑物图像的适用性难以保证的问题,提出一种基于标记控制分水岭变换的SAR图像建筑物检测方法。将标记控制的分水岭变换分割框架引入建筑物检测之中,可以同时利用建筑物自身的强散射、高灰度特点及其所处的黑色道路(阴影)网状结构的背景特点,二者的结合有效克服了复杂场景中相邻建筑物目标易于错误连接、而单个建筑物由于自身灰度分布不均又易于断裂成多个部分的问题。新方法可得到建筑物目标的闭合轮廓,由于采用了适于SAR图像且定位性能良好的ROEWA边缘检测器,使分割得到的建筑物轮廓也具有定位准确的特点。此外,根据SAR图像中建筑物的典型形状特征,提出一种方向相关的形状分析法,可进一步有效地排除虚警。实验结果证明新方法具有检测率高、虚警率低、定位准确等优点,是一种有效的方法,所得结果能对后续建筑物几何信息的提取提供有力支持。 (4)SAR图像中建筑物几何信息的提取。针对现有方法存在精度不高或实用性太低的问题,提出了一种基于模型与图像匹配度的建筑物几何信息提取框架。该框架一方面将建筑物模型映射到图像上,确定图像中包含有建筑物几何信息的典型特征区域如叠掩和阴影区域,另一方面利用建筑物检测阶段得到的建筑物目标轮廓等信息,通过二者的匹配度来寻求最佳的模型参数。新框架具有较强的通用性,建筑物参数化几何模型、典型特征区域及其提取方法都可以随实际应用而调整。以最常见的平顶长条形建筑物为例,讨论了该框架的一个具体应用:详细分析了在不同成像参数与模型参数条件下,将建筑物模型映射为图像中叠掩和阴影典型特征区域的方法;设计了叠掩边界匹配度和阴影边界匹配度来衡量模型与图像的匹配程度;给出了基于遗传算法的最优化求解方法,取匹配度函数最大化时的模型参数作为待求解建筑物的几何参数。仿真和实测数据实验结果表明,由于新方法引入了由建筑物几何模型到图像的精确映射关系,可确保求解的精度;而且将几何信息提取问题转化为匹配度函数最大化问题,可利用优化算法自动求解,无需人工操作,大大提高了实用性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 郑同良;对空间合成孔径雷达的干扰[J];航天电子对抗;2001年01期
2 侯彪,刘芳,焦李成;基于小波变换的高分辨SAR港口目标自动分割[J];红外与毫米波学报;2002年05期
3 田锦昌,宋小全,孙鹏举;对抗合成孔径雷达侦察方法的初步分析[J];舰船电子对抗;2002年06期
4 陈强,孙文峰,江晶;用于地面坡度测量的极化SAR方位角近似估计方法[J];空军雷达学院学报;2005年03期
5 陈广东,朱兆达,朱岱寅;分数傅立叶变换用于抑制SAR杂波背景检测慢速动目标[J];航空学报;2005年06期
6 矫伟;梁兴东;丁赤飚;;基于内定标信号的合成孔径雷达系统幅相误差的提取和校正[J];电子与信息学报;2005年12期
7 王超;陈曦;张红;;一种基于退化模型的高分辨率SAR去噪算法[J];遥感学报;2006年01期
8 张红蕾;宋建社;张宪伟;;基于二维模糊熵的GA在SAR图像分割中的应用[J];计算机工程;2007年05期
9 周智敏;金添;宋千;常文革;孙晓坤;杨延光;;超宽带SAR探雷试验系统[J];电子与信息学报;2007年08期
10 许鹏;朱文伯;罗琴;;合成孔径雷达在对海战场目标打击效果评估中的应用分析[J];舰船电子工程;2008年02期
11 张昆辉;;一种机载SAR距离徙动修正的快速算法[J];北京航空航天大学学报;2008年11期
12 张海黎;张仕山;;对合成孔径雷达相干干扰研究[J];航天电子对抗;2008年06期
13 刘海廷;吕晓德;;一种改善SAR距离模糊的天线赋形算法[J];中国科学院研究生院学报;2009年01期
14 陈泽广;沈汀;;基于尺度傅利叶变换的SAR运动补偿算法[J];微计算机信息;2009年07期
15 杨文付;曾涛;丁泽刚;;基于星历数据的SAR多普勒参数计算[J];北京理工大学学报;2010年10期
16 安道祥;黄晓涛;周智敏;;机载超宽带SAR运动误差建模与分析[J];国防科技大学学报;2011年01期
17 罗强;朱守保;童创明;;基于移频转发的SAR欺骗式干扰研究[J];电子设计工程;2011年14期
18 毕;;相干光学处理技术在合成孔径雷达中的应用[J];电子技术选译;1977年00期
19 彭海良,赵山,张隆礼,刘新民;合成孔径雷达定时器的设计[J];电子与信息学报;1982年05期
20 胡家升;张宪英;;合成孔径雷达(SAR)数据的光学和数学处理技术的现状和未来[J];光学精密工程;1988年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 逯贵祯;王玲;;合成孔径雷达图像识别的马尔科夫随机场方法研究[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
2 白霞;孙进平;毛士艺;;双基地合成孔径雷达的Chirp z变换成像算法[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
3 时慧;左永锋;何攀峰;;大调制带宽线性调频信号频响补偿技术研究[A];2010全国虚拟仪器大会暨MCMI2010’会议论文集[C];2010年
4 何宜军;谢涛;;沿轨迹干涉合成孔径雷达涌浪成像理论[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
5 李和平;;基于ARM的固态记录器控制模块的设计[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
6 张陆元;袁运能;张亚萌;李东斌;;距离徙动高次项对LFMCW SAR成像影响研究[A];第八届全国信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
7 汪伟;李磊;张智慧;;有源相控双极化波导缝隙天线阵[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
8 王隽;杨劲松;黄韦艮;王贺;陈鹏;;多视处理对SAR船只探测的影响[A];第二届微波遥感技术研讨会摘要全集[C];2006年
9 王迪;雷武虎;杨越;;SAR欺骗干扰与散射波干扰信号生成[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
10 叶伟;贾鑫;刘树贤;;编码调频斜率合成孔径雷达信号抗干扰仿真[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陆立明;星载合成孔径雷达目标检测技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
2 王力宝;多输入多输出合成孔径雷达关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 郭微光;机载超宽带合成孔径雷达运动补偿技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
4 孙建;SAR影像的海浪信息反演[D];中国海洋大学;2005年
5 于秋则;合成孔径雷达(SAR)图像匹配导航技术研究[D];华中科技大学;2004年
6 危嵩;机载合成孔径雷达动目标检测与成像研究[D];华中科技大学;2005年
7 赵凌君;高分辨率SAR图像建筑物提取方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
8 孙斌;基于CT成像的合成孔径雷达向量熵成像研究[D];浙江大学;2004年
9 傅斌;SAR浅海水下地形探测[D];中国海洋大学;2005年
10 董骞;基于软件无线电的SAR数字接收机研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚刚;合成孔径雷达成像处理技术研究[D];电子科技大学;2001年
2 胡笑斌;SAR图像目标识别中几个问题的研究[D];合肥工业大学;2005年
3 周峰;机载合成孔径雷达基于数据的运动误差分析及补偿研究[D];西安电子科技大学;2005年
4 叶映宇;合成孔径雷达干扰方法的研究[D];电子科技大学;2005年
5 裘金飞;合成孔径雷达(SAR)成像技术研究[D];南京理工大学;2005年
6 姜凤山;合成孔径雷达高速数据记录器研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2004年
7 许一力;合成孔径雷达系统设计的可靠性技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2005年
8 史勤峰;Beamlet及其在SAR图像边缘检测中的应用[D];西北工业大学;2006年
9 田旭文;合成孔径雷达超分辨率成像算法研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
10 缪建峰;合成孔径雷达运动目标检测与成像方法的研究[D];合肥工业大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 许伟武;一磅重纳米合成孔径雷达问世[N];中国航空报;2006年
2 徐英淑;以先进的雷达开拓遥感应用市场[N];中国航天报;2010年
3 记者 陈敬农 通讯员 汪杰;直升机载装合成孔径雷达获成功[N];科技日报;2003年
4 士元;“X卫星”多视角观测转眼不转身[N];大众科技报;2007年
5 许伟武;诺·格公司演示世界首部合成孔径激光雷达[N];中国航空报;2006年
6 费旭辉;合成孔径雷达与光学影像融合及其应用国际研讨会在成都举行[N];中国测绘报;2007年
7 韩辛;遥感监测海上溢油[N];中国石油报;2007年
8 士元;2009年德国5颗雷达成像侦察卫星天上相聚[N];大众科技报;2007年
9 庞之浩;SAR—X:德探测卫星全球测高[N];中国国防报;2007年
10 许伟武;军用航空通信革命性变革——雷达通信[N];中国航空报;2007年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978