[发明专利]一种顾及斜距和地理坐标映射偏差的SAR影像特征提取方法

说明书

本发明公开了一种顾及斜距和地理坐标映射偏差的SAR影像特征提取方法，首先获得SAR单视斜距空间和地理坐标空间的映射关系；将所获得的SAR单视斜距空间和地理坐标空间的映射关系存储为地理空间中栅格影像的形式；设置输出地理空间SAR特征影像的分辨率，确定在该地理位置范围内对应的查找表影像的像元值；获得每个地理位置范围内对应的斜距空间像元坐标；提取所述斜距空间像元坐标对应的SAR影像值；基于所提取的SAR影像值计算强度、极化矩阵、极化分解参数、相干性、纹理特征的值，并输出相应的特征影像。该方法不需要对SAR影像进行重采样处理，可以避免重采样引入的误差，从而更精准的计算SAR影像特征。

技术领域

本发明涉及SAR影像数据处理技术领域，尤其涉及一种顾及斜距和地理坐标映射偏差的SAR影像特征提取方法。

背景技术

目前，合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种可以高分辨率成像的主动微波遥感技术，凭借其全天时，全天候的观测能力，在各行各业都有着广泛的应用。与光学数据不同的是，SAR数据中不仅记录着地物反射电磁波的强度信息(后向散射强度)，还记录着地物反射电磁波的相位信息。因此SAR数据通常用复数形式存储，其处理流程和光学数据有着很大的不同，光学遥感数据的影像特征(光谱，纹理，植被指数等)提取通常是在地理坐标系下进行，即基于几何精校正、正射校正等处理后的光学影像提取影像特征。但对于SAR数据而言，由于复数数据的实部和虚部分别服从零均值的正态分布，因此不适合将复数据直接重采样至地理坐标系下进行特征提取。SAR影像的特征提取(多视化后的强度，多视化后的极化矩阵，极化分解特征，干涉相干性等)通常是在斜距坐标系下完成，即基于单视复数据(Single Look Complex,SLC)产品提取特征；然后，再基于距离-多普勒(RangeDoppler，RD)定位模型建立的斜距-地理空间映射关系实现SAR影像特征的地理编码。目前主流的SAR数据处理软件(例如GAMMA)对于SAR数据的处理流程，也通常是采用上述步骤，即在SAR斜距坐标系下完成SAR数据预处理，影像特征提取等处理，最后再将处理结果地理编码至地理坐标系下，在此基础上实现后续应用目的。

上述现有技术SAR数据的处理流程中，SAR影像特征的提取通常是在斜距空间提取，然后地理编码至地理坐标空间，这种处理方法忽略了SAR影像斜距空间和地理空间坐标系差异以及重采样方法的影响，导致地理空间中单个像元的SAR影像特征值并不严格由其对应的斜距空间中的像元计算得到，从而使得地理空间SAR影像特征计算的不准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种顾及斜距和地理坐标映射偏差的SAR影像特征提取方法，该方法不需要对SAR影像进行重采样处理，可以在顾及斜距和地理坐标映射偏差的同时避免重采样引入的误差，从而更精准的计算SAR影像特征。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种顾及斜距和地理坐标映射偏差的SAR影像特征提取方法，所述方法包括：

步骤1、基于待处理合成孔径雷达SAR影像头文件中的成像几何参数和外部DEM数据建立的RD定位模型，获得SAR单视斜距空间和地理空间坐标的映射关系；

步骤2、将所获得的SAR单视斜距空间和地理坐标空间的映射关系存储为地理空间中栅格影像的形式；

步骤3、设置输出地理空间SAR特征影像的分辨率，然后确定该SAR特征影像每个像元的地理位置范围，进而确定在该地理位置范围内对应的查找表影像的像元值；

步骤4、基于所确定的查找表影像的像元值，获得每个地理位置范围内对应的斜距空间像元坐标；

步骤5、提取所述斜距空间像元坐标对应的SAR影像值；

步骤6、然后基于所提取的SAR影像值计算强度、极化矩阵、极化分解参数、相干性、纹理特征的值；