使用SAR影像生成DEM的方法研究與精度分析.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar，SAR)作為一種微波傳感器，具有在云雨天氣和白晝條件下均可工作的成像能力。眾所周知，航空/航天攝影測量應(yīng)用于地形測繪時常常受到惡劣天氣條件的影響，例如，我國西南地區(qū)多云霧天氣條件下基于攝影測量的地形測繪工作十分困難。近年來，為彌補(bǔ)慣用攝影測量技術(shù)的缺陷，國內(nèi)外諸多學(xué)者對基于SAR影像的三維重建理論與方法研究產(chǎn)生了濃厚的興趣，出現(xiàn)了SAR干涉(Interferometric

2、Synthetic Aperture Radar，InSAR)和SAR立體視覺技術(shù)，這兩類技術(shù)在地形測繪方面已表現(xiàn)出了很好的應(yīng)用潛力。 顧及SAR成像的獨(dú)特性及其在地形測繪方面的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，本文在闡述SAR圖像特征、SAR干涉測量與SAR立體測量的基本原理及數(shù)據(jù)處理方法的基礎(chǔ)上，主要從以下幾個方面做了深入的研究： (1)由ERS-1/2衛(wèi)星對香港地區(qū)成像獲取的多幅SAR圖像構(gòu)成干涉像對，利用SAR干涉測量生成DEM，并以已

3、有1:20000數(shù)字地形圖生成的DEM為參考，考察了干涉DEM的精度及其受影響的情況。研究結(jié)果表明：衛(wèi)星雷達(dá)干涉DEM的高程精度可以達(dá)到10m以內(nèi)，并且受時間失相關(guān)和大氣延遲等因素的影響較為嚴(yán)重。 (2)由ERS-1/2衛(wèi)星對香港地區(qū)成像獲取的多幅SAR圖像構(gòu)成立體視覺像對，利用SAR立體三維重建生成了DEM，并以數(shù)字地圖生成的DEM為參考，檢驗(yàn)了雷達(dá)立體DEM的精度，考察了坡度、坡向等地形參數(shù)和時間間隔對立體DEM精度的影響情

4、況。研究結(jié)果表明：雷達(dá)立體DEM的精度為30m左右，很少受到時間失相關(guān)和大氣延遲的影響，具有較高的可靠性，但受坡度、坡向等地形參數(shù)的影響較為復(fù)雜。坡度越大，高程誤差越大；在坡度大于30。的情況下，高程誤差不可接受；此外，雷達(dá)立體DEM精度也與坡度朝向有關(guān)。 (3)綜合考慮影響雷達(dá)DEM精度的因素，提出了根據(jù)相關(guān)系數(shù)來定權(quán)，采用加權(quán)平均法融合干涉DEM與雷達(dá)立體DEM，以達(dá)到提高DEM精度的目的。 (4)利用融合DEM對香