基于SAR图像模拟的控制点自动提取

论文摘要

通过DEM模拟出一幅合成孔径雷达(SAR)图像,利用模拟图像与真实图像的匹配来选取控制点是实现SAR图像定向参数解算自动化的有效途径。本文重点研究了SAR图像模拟和匹配技术,研究的主要内容和创新点如下:1.介绍了SAR图像模拟的基础理论,主要包括SAR图像的数字成像原理、构像模型、几何特性及辐射特性。2.分析与总结了现有SAR图像模拟方法——相干模拟方法与非相干模拟方法,并依据控制点自动选取的需求,对非相干法进行了改进,将小面单元模型引入到基于几何特征和辐射特征的模拟方法中,使图像模拟效果更加逼真。3.运用ERS实验数据对相应山地地区进行了SAR图像模拟实验。模拟图像与真实图像具有很大的相似性,且具有较好的纹理特征。4.针对模拟图像与真实图像差异较大的特点,采用了具有尺度不变特征变换的SIFT算法,并提出了一种改进的图像双向匹配策略,将模拟SAR图像与真实SAR图像进行双向匹配,剔除了一些不稳定的匹配特征点,达到了较好的匹配效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 历史发展概况与现状
• 1.4 论文研究主要内容
• 第二章 SAR图像特性
• 2.1 SAR数字成像原理
• 2.2 SAR图像构像模型
• 2.3 SAR图像的几何特性
• 2.3.1 近距离压缩
• 2.3.2 透视收缩
• 2.3.3 叠掩
• 2.3.4 地形起伏引起的像点移位
• 2.4 SAR图像的辐射特性
• 2.4.1 阴影
• 2.4.2 斑点噪声
• 第三章 SAR图像模拟
• 3.1 SAR图像模拟方法
• 3.1.1 相干模拟方法
• 3.1.2 非相干模拟方法
• 3.1.3 改进的SAR图像模拟方法
• 3.2 DEM数据预处理
• 3.2.1 原始DEM数据重新排列
• 3.2.2 DEM数据内插处理
• 3.3 SAR图像几何模拟
• 3.3.1 SAR图像常用的坐标系统
• 3.3.2 SAR图像像点坐标的计算
• 3.4 SAR图像灰度模拟
• 3.4.1 后向散射模型
• 3.4.2 阴影区的模拟
• 3.4.3 SAR图像的灰度模拟
• 3.5 SAR图像模拟实验
• 3.5.1 实验数据
• 3.5.2 SAR图像模拟结果
• 3.6 本章小结
• 第四章 真实SAR图像上的控制点自动提取
• 4.1 基于SIFT特征的SAR图像匹配方法
• 4.2 基于SIFT特征的改进的图像双向匹配策略
• 4.3 实验与结果
• 4.3.1 模拟SAR图像与真实SAR图像的匹配结果
• 4.3.2 匹配特征点精度检测
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢