[发明专利]一种基于空间几何比值关系的SAR影像叠掩区域定位方法

说明书

本发明涉及一种基于空间几何比值关系的SAR影像叠掩区域定位方法。首先获取SAR数据及其对应区域的DEM数据；根据SAR影像附带的xml文件，获取影像入射角；读取RPC参数文件，构星载SAR影像的有理函数模型RFM；确定SAR影像四角像点坐标对应的大地坐标，并获取大地坐标组成的最小外接矩形；根据最小外接矩形裁剪DEM数据，并对其重采样；确定叠掩发生时物方像素与像方像素数量的比值关系阈值；在对重采样DEM数据物方分块的基础上，结合多线程并行的方式计算每个物方子块的掩膜，合并掩膜并进行后处理生成最终的叠掩掩膜。本发明提出的方法可用于快速生成SAR叠掩盖掩膜，为SAR影像的进一步应用提供技术保障。

技术领域

本发明属于微波遥感技术领域，具体涉及一种基于空间几何比值关系的SAR影像叠掩区域定位方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种利用微波探测地表目标的主动式成像传感器，具有全天时、全天候成像的特点，可作为光学遥感的重要补充，已广泛应用于测绘、海洋等。然而，SAR由于侧视几何成像的特点，当地形起伏较大时发生严重几何畸变，如叠掩、阴影。其畸变程度与入射角有关，当坡度角大于入射角时，将发生叠掩现象。对于叠掩和阴影，来自这些失真区域的散射信号几乎不包含有关地形覆盖类型的信息，严重影响SAR影像的进一步大规模应用。在山区，叠掩是制约着SAR进一步应用的主要因素，严重影响图像质量。随着SAR技术在军事、测绘等领域的大范围应用，叠掩现象已经成为难以忽视的问题。而解决叠掩问题首先需要确定叠掩区域位置，传统的叠掩区域定位方法需要计算目标点到传感器的斜距随距离向坐标增加时变化情况，方法复杂且需要知道严密模型的相关参数。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于空间几何比值关系的SAR影像叠掩区域定位方法。从SAR成像几何出发，通过分析成像机理，得到简化的基于空间几何比值关系的SAR影像叠掩区域定位方法，该方法可用于快速生成SAR叠掩盖掩膜，为SAR影像的进一步应用提供技术保障。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是一种基于空间几何比值关系的SAR影像叠掩区域定位方法，包括以下步骤：

步骤1，获取SAR原始影像，根据影像中心点范围预估所在位置，获取覆盖影像范围对应区域的DEM数据；

步骤2，解析SAR影像附带的xml文件，获取影像入射角；

步骤3，读取RPC参数文件，构建星载SAR影像的有理函数模型；

步骤4，计算SAR影像四个角点的像点坐标，将四个角点的像点坐标换算成大地坐标，并根据大地坐标计算对应最小外接矩形；

步骤5，根据步骤4得到的最小外接矩形，裁剪步骤1中获取的DEM数据，并对裁剪出的DEM数据重采样到指定分辨率；

步骤6，根据SAR叠掩成像几何构建地距与斜距的对应关系，并进行空间几何转换从而得到叠掩发生时物方像素与像方像素的比值关系阈值；

步骤7，根据步骤6得到的比值关系阈值生成叠掩区域的掩膜，实现叠掩区域的快速定位。

而且，所述步骤3中有理函数模型是将像点坐标(R,C)表示为以大地坐标(X,Y,Z)为自变量的多项式的比值，即：

式中，(X_n,Y_n,Z_n)、(r_n,c_n)分别表示大地坐标、像点坐标经平移和缩放后的正则化坐标，取值在[-1,1]之间；P_i(i＝1,2,3,4)为多项式。