[发明专利]一种低波段星载SAR图像电离层幅度闪烁条纹去除方法

说明书

本发明公开了一种低波段星载SAR图像电离层幅度闪烁条纹去除方法，包括：S1、对受到幅度闪烁条纹影响的SAR图像进行条纹方向估计，以获取幅度条纹方向估计值；S2、对SAR图像进行预处理，对预处理后的SAR图像进行二维傅里叶逆变换，以获取SAR图像的频域谱数据；S3、以步骤S1中的幅度条纹方向估计值为基准确定能量峰值方向，并在能量峰值方向上构建滤波器；S4、利用所述滤波器对步骤S2中的SAR图像的频域谱数据进行滤波处理，并采用傅里叶逆变换将频谱域转换至图像域；S5、对图像域进行二维傅里叶逆变换和摘取图像，得到SAR地物目标图像和条纹成分。本发明能够对低波段星载SAR图像实现批量条纹处理，显著改善图像质量，提高在信息识别、提取等应用中的效果。

技术领域

本发明涉及天基微波遥感与地球空间天气的交叉技术领域，更具体地说，特别涉及一种低波段星载SAR图像电离层幅度闪烁条纹去除方法。

背景技术

相较于更高波段的星载SAR系统，低波段(L波段和P波段)星载SAR一方面具有更强的穿透能力，能够实现植被或浅层地表下隐蔽目标的探测与成像；另一方面具有对生物量更高的敏感性，对研究全球碳循环与气候变化监测具有重要意义。但由于其工作频率低，低波段星载SAR容易受到电离层效应的影响。在特定的地磁场作用下，低纬地区的各向异性的电离层不规则体可导致SAR幅度闪烁条纹，该现象广泛呈现于L波段SAR卫星(如ALOSPALSAR、ALOS-2PALSAR-2)图像中。幅度闪烁条纹一方面会导致SAR雷达截面积(RadarCross Section,RCS)或图像对比度增强，另一方面会影响SAR极化、干涉处理等应用，导致极化SAR地物分类准确率降低以及干涉SAR主辅图像相干性降低。

目前针对低波段星载SAR图像中的幅度闪烁条纹，主要利用条纹的频谱特征，对其进行识别、提取和去除。但由于每一幅图像对应的条纹方向不同，需要单独进行识别并构造滤波器，因此传统方法强烈依赖于人工辅助，实现过程复杂，不利于批量处理。为此，有必要开发一种低波段星载SAR图像电离层幅度闪烁条纹去除方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低波段星载SAR图像电离层幅度闪烁条纹去除方法，以克服现有技术所存在的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低波段星载SAR图像电离层幅度闪烁条纹去除方法，包括以下步骤：

S1、对受到幅度闪烁条纹影响的SAR图像进行条纹方向估计，以获取幅度条纹方向估计值；

S2、对SAR图像进行预处理，对预处理后的SAR图像进行二维傅里叶逆变换，以获取SAR图像的频域谱数据；

S3、以步骤S1中的幅度条纹方向估计值为基准确定能量峰值方向，并在能量峰值方向上构建滤波器；

S4、利用所述滤波器对步骤S2中的SAR图像的频域谱数据进行滤波处理，并采用傅里叶逆变换将频谱域转换至图像域；

S5、对图像域进行二维傅里叶逆变换和摘取图像，得到SAR地物目标图像和条纹成分。

进一步地，所述幅度条纹方向估计值为SAR图像中幅度闪烁条纹的方向与方位向的夹角ψ，其公式如下：

式中，γ_B＝γ₀-φ_B，H_s为卫星高度、θ为入射角、为斜视角、γ₀为地理航向角，H_i为电离层高度H_i，θ_B为磁倾角，φ_B为磁偏角。

进一步地，所述步骤S2中对SAR图像进行预处理为：