第五章雷达图像特性及其判读特点.ppt

侧视雷达图像的特性,一、图像的几何特性侧视雷达是距离测量系统，而不是角度测量系统，因此，与摄影遥感图像比较，其几何性质有多方面的差别。(一)斜距比例尺不一致机载侧视雷达图像上回波信号之间的间距与相邻地面特征返回的回波之间的时间间隔成正比。而这一时间间隔又与传感器同地面目标之间的倾斜距离成正比，而不是与水平距离成正比。,侧视图像与正视图像比例尺比较,上图A、B、C代表大小相同的地物，它们之间的距离也相等，分别在近、中和远距离上。它们相应的地面距离分别为GRA、GRB、GRC。侧视图像是直接根据信号的返回时间成像，不能反映地物间相等的距离和地物本身的相等宽度，结果使图像比例尺在近距离处比例尺较小，远距离处比例尺很大。因此在侧视图像上，地物宽度是ABC，而地物之间距离是ABBC。用双曲线校正，就可以取得比例尺基本相同的图像。假定地面平坦的情况下，可以根据斜距和航高来确定近似的地面距离。,(二)投影差,与热红外扫描成像一样，侧视雷达图像的投影差是一维的，并与航线正交，但其投影差方向即像点位移方向却正好是相反的。因为当雷达脉冲遇到垂直的地物时，先到达地物的顶端，后到达其基部。于是从垂直地物的顶端返回的信号也就先于基部到达天线。这就会使垂直地物发生上下位移，即像点位移的方向朝向扫描线上的投影中心。这种上下位移效应在近距离内表现得尤为突出。下图比较这一效应与航空摄影的投影差。,侧视雷达图像与航空摄影图像的投影差比较,上下位移与透视缩减,发生最大上下位移的地方是在短距离处，这里天线俯角较大。上图A、B两地物的坡顶比坡底先成像，产生上下位移效应。当面向天线的坡度比雷达波面坡度小时(地物D)不产生上下位移。但其坡面大小在图像上被压缩（透视缩减）。地物C，其前坡恰好跟俯角方向相垂直，结果其前坡的影像被透视缩减为零。,透视缩减与上下位移都与雷达盲区现象相关。背向雷达天线的坡面所接收的信号很弱，或者根本没有信号接收。地物A的右侧背向飞机，其坡度又小于俯角，因而还能得到雷达脉冲的照射。但这种脉冲照射非常轻微，回波也就很弱，图像比较阴暗。地物B的右侧斜坡与俯角平行，得不到雷达脉冲的照射，雷达天线就接收不到这段时间内的回波，图像呈黑色（盲区）。,当斜坡背向飞机，坡度又比俯角陡(地物C和D)时，无脉冲照射的区域将扩大到斜坡后面的非坡面区。由于俯角的缩小，盲区的长度随距离的增大而增大。因此远距离地物，投射出很宽大的盲区，但是如果是在近距离时，则可完全接收脉冲照射。,(三)视差,当一个地面目标从两条不同的航线两次成像时，在侧视雷达图像上就会因不同的投影差而出现图像视差，使图像可以作立体观察。然而，由于雷达的侧视效应，构成立体的两张图像是相反的，因而用这种方法来作立体观察相对困难一些。因此，雷达立体图像常常采用同一航线，不同高度的高度视差。在这种情况下，雷达的照射方向和侧视效应在两张图像上都很相似。图像视差除供立体观察之外，其大小还能量测出来，可用以计算目标的近似高度。,侧视雷达图像的视差,二、图像色调特征及透视信息,侧视雷达图像色调深浅反映地物后向散射回波的弱强。地物回波强弱主要影响因素包括地物表面的几何性质和介电性质。地物表面几何性质对雷达回波的影响，取决于地物表面粗糙度、雷达工作波长和波束照射俯角三者关系。只有三者恰当配合、相互制约才会产生较强的回波。地物介电常数越大，回波信号就越强。,【介电常数】又称为“电容率”或“相对电容率”。在同一电容器中用某一物质作为电介质时的电容与其中为真空时电容的比值称为该物质的“介电常数”。介电常数通常随温度和介质中传播的电磁波的频率而变。电容器用的电介质要求具有较大的介电常数，以便减小电容器的体积和重量。,微波不受云、雾等阻挡，且对某些物体有较强的穿透能力，因而侧视雷达图像能反映出某些物体表面以下一定深度的信息。微波穿透地面物体的深度随物体性质而异，并随波长的增加而增大。对于干沙、冰层等可穿透几十米甚至上百米，而对于水体则几乎不能穿透，地面湿度越大穿透深度越小。,侧视雷达图像判读特点,1覆盖范围大对地面的覆盖范围取决于飞行高度和由近射程到远射程的俯角。一般在图像比例尺较小、航高较大的情况下，单个成像条带可长达几百公里、宽几十公里。比其它航空遥感大很多。雷达图像几何畸变小，很容易镶嵌成图，从而为区域分析提供了宽广的视域。雷达图像可以放大，以供详细判读。,2线性形迹增强由于低角度倾斜照射、不间断的图像覆盖、以及次要细节的消除等，雷达图像对线性形迹大为增强。(1)对地面的倾斜照射产生了图像明暗效应，从而增强了断层和破碎带的显示。雷达天线垂直于线性形迹的地方，阴影和明亮部分最明显。(2)雷达图像在抑制次要细节方面有特殊的效果。其小比例尺、大面积、低分辨力单元本身，正像一种信息过滤器，滤去了地物噪声的高频率空间细节，而航空像片的高分辨力，则记录了地被细部，从而掩盖了其下伏的地质形迹。有时大面积森林覆盖区，而下伏地质构造的显示远比常规像片清楚。,NASA对比世贸中心雷达图像用于重建,美航空航天局(NASA)的一个研究小组展开了一项研究工作，将对911前后美世贸中心的雷达图像进行对比和研究，确定该地建筑和地下结构的破坏程度，获取相关数据为日后的重建提供帮助。这些科学家来自于NASA设在加利福尼亚的喷气推动实验室，他们还将对废墟地下的电话线和煤气管道进行研究。负责人阿米尔-费贾尼称：“我们的图像处理技术将为地下的情况提供准确的信息。”,就在911事件发生之前，科学家们曾对世贸中心地区的地下结构进行过雷达拍照，现在它们已经在重建工作中得到了应用，只是这些图像并不十分清楚。费贾尼指出：“对前后两组图像进行对比可以帮助我们对地下结构的变化加以了解，对其破坏程度加以评估。”,雷達圖像發現哥倫比亞號遭不明物體撞,美國宇航局官員星期六晚說搜索例常雷達樣品的國防部官員發現太空梭哥倫比亞號執行任務的第二天納入軌道時附近有一物體的證據。洛杉磯時報報道根據雷達圖像那個物體靠近太空梭后掠過牠也許附在牠的外面。多名前宇航局官員說這可能支持一