基于高分辨率SAR图像以及光学图像的城市场景建模研究

发布时间：2017-03-21 15:13

  本文关键词：基于高分辨率SAR图像以及光学图像的城市场景建模研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于SAR图像的建筑物重建是SAR图像处理领域的一个重要的研究课题,同时也是SAR图像处理技术的难点之一。建筑物因为其固有的几何形状结构,在SAR图像中呈现出独有的特点,包括叠掩,二次散射以及阴影等。通过对图像中建筑物固有特征的分析,可以反演出建筑物的几何信息。然而在SAR图像中,几何特征往往有所缺失,同时受斑点噪声影响,传统的建筑重建方法不能很好地适应SAR图像的特点。本文基于单幅高分辨率SAR图像,提出一套结合光学遥感图像的建筑物重建的研究框架。首先利用光学图像获取建筑物的位置信息,然后对不同参数的建筑物进行仿真,计算在不同参数情况下仿真图像与实际SAR图像之间的相似性,通过优化建筑物参数,完成建筑物的重建。本文工作主要包括以下几个方面：(1)建筑物的位置提取。本文首先在光学遥感图像中对建筑物进行定位,然后对SAR图像进行几何校正,通过仿射变换对SAR图像以及光学图像进行配准,最后将获取的建筑物位置投射到SAR图像上,获取SAR图像中的建筑物位置。(2)建筑物SAR图像的仿真。本文首先分析了不同SAR仿真方法之间的区别,根据建筑物的几何特性,提出一种基于光线追踪的快速SAR图像仿真算法,用于仿真不同参数的建筑物。该方法可以快速对平面建筑进行模拟,获取建筑物的几何反射特性。(3)建筑物的几何重建。针对SAR图像中建筑物特征缺失严重的特点,提出了一种基于迭代匹配的重建方法,通过计算输入模型的模拟图像与实际SAR图像之间的加权互信息,来衡量两张图像之间的相似性。然后利用模拟退火的方法更新模型参数,以获得建筑物的高度信息。该方法对建筑物遮挡以及建筑物周围复杂环境有较好的适应性。
【关键词】：合成孔径雷达 几何重建 图像模拟 加权互信息
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.52
【目录】：

• 摘要5-6
• Abshact6-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究概况和发展趋势10-11
• 1.3 本文主要工作11-15
• 1.3.1 基本原理以及总体算法框架11-13
• 1.3.2 建筑物定位13
• 1.3.3 SAR图像模拟仿真13-14
• 1.3.4 SAR建筑物的几何重建14-15
• 1.4 本文章节安排15-17
• 第二章 SAR建筑物图像特征与建筑物位置提取17-31
• 2.1 SAR雷达基本原理17-19
• 2.1.1 SAR工作原理与发展历史17
• 2.1.2 雷达方程17-18
• 2.1.3 SAR图像分辨率18-19
• 2.2 SAR噪声特点19-21
• 2.3 建筑物SAR图像特征21-24
• 2.3.1 建筑物二次散射23
• 2.3.3 阴影23
• 2.3.4 叠掩23-24
• 2.4 基于光学图像的建筑物重建24-25
• 2.4.1 通过立体测量来获取建筑物的高度24-25
• 2.4.2 通过单幅图像获取建筑物高度25
• 2.5 建筑物提取25-31
• 2.5.1 建筑物几何校正27-28
• 2.5.2 建筑物位置提取28-31
• 第三章 建筑物的SAR图像几何特征仿真31-45
• 3.1 基于信号的仿真31-33
• 3.2 基于特征的仿真33-45
• 3.2.1 建筑物后向散射强度的确定34-36
• 3.2.2 模型切割与光线追踪算法36-40
• 3.2.3 模拟图像斑点噪声仿真40-41
• 3.2.4 仿真算法时间结果分析41-45
• 第四章 建筑物的几何重建45-63
• 4.1 综述45
• 4.2 基于迭代匹配的几何重建45-53
• 4.2.2 本文采用数据46
• 4.2.3 相似性函数设计46-48
• 4.2.4 基于加权互信息的相似度度量48-51
• 4.2.5 基于模拟退火的迭代匹配51-53
• 4.3 实验结果以及分析53-63
• 第五章 总结与展望63-65
• 参考文献65-67
• 致谢67-69
• 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 傅兴玉;尤红建;付琨;;基于改进Markov随机场的高分辨率SAR图像建筑物分割算法[J];电子学报;2012年06期

2 孙尽尧,孙洪;SAR图像几何特征的仿真[J];系统仿真学报;2004年10期

  本文关键词：基于高分辨率SAR图像以及光学图像的城市场景建模研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：259858