基于光學(xué)圖像輔助的高分辨率SAR圖像建筑物高度提取方法研究.pdf

1、利用遙感手段提取建筑物這類常見人造地物目標(biāo)的高度信息是城區(qū)遙感領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容，在城市災(zāi)害風(fēng)險預(yù)警、打擊效果評估等方面具有重要的應(yīng)用價值。作為兩類典型的異質(zhì)圖像，SAR與光學(xué)遙感圖像在地物目標(biāo)信息表征上具有較強(qiáng)的互補(bǔ)性，綜合利用這兩類圖像有助于提高目標(biāo)信息提取的準(zhǔn)確性和可靠性。本文針對建筑物高度信息提取問題，根據(jù)光學(xué)圖像精細(xì)刻畫建筑物平面結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢和SAR圖像蘊(yùn)含建筑物高度信息且具有較好現(xiàn)勢性的特點，研究基于光學(xué)圖像輔助的SAR圖像建

2、筑物高度信息提取方法。
　　從圖像中正確提取建筑物目標(biāo)是進(jìn)行后續(xù)高度提取的先決條件?？紤]到建筑物在高分辨率光學(xué)遙感圖像中的特點，論文采用面向?qū)ο蟮乃枷?，引入目?biāo)屬性知識和上下文約束條件，提出了一種基于屬性濾波和陰影上下文的建筑物目標(biāo)提取方法。該方法首先利用屬性形態(tài)變換對光學(xué)圖像實施多尺度屬性分解，根據(jù)建筑物自身的幾何屬性知識提取疑似建筑物目標(biāo)；然后通過陰影與建筑物在圖像中的上下文依存關(guān)系進(jìn)一步對疑似目標(biāo)進(jìn)行篩選，能有效剔除結(jié)果中的

3、虛假目標(biāo)。
　　相干斑的存在降低了SAR圖像的可理解性。作為SAR圖像建筑物高度提取的重要預(yù)處理步驟，論文提出了一種基于置信區(qū)間與形態(tài)重構(gòu)的自適應(yīng)滑窗降斑方法，能在有效抑制同質(zhì)區(qū)域相干斑噪聲的同時較好地保持邊緣結(jié)構(gòu)信息。
　　正確理解SAR建筑物成像機(jī)理是實現(xiàn)建筑物高度提取的關(guān)鍵。論文在分析平頂和人字頂兩種建筑物的主要散射類型與SAR成像幾何關(guān)系的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了適用于計算這兩類建筑物SAR圖像結(jié)構(gòu)的正交投影計算模型。在此基礎(chǔ)

4、上，論文分別針對建筑物孤立和部分受遮擋這兩種典型的情況研究了相應(yīng)的高度提取方法。
　　針對建筑物孤立情況，論文提出了一種基于結(jié)構(gòu)特征預(yù)估的SAR圖像孤立建筑物高度提取方法，其核心思想是通過在特征層上利用由正交投影計算模型預(yù)估得到的建筑物結(jié)構(gòu)特征與實際SAR建筑物圖像實施匹配，將高度提取問題轉(zhuǎn)化為匹配函數(shù)極大值求解問題。與已有的方法相比，該方法不需要仿真SAR圖像，也無需對SAR圖像進(jìn)行特征提取。
　　針對建筑物部分受遮擋情況

5、，論文提出了一種基于模型迭代匹配的部分受遮擋建筑物SAR圖像高度提取方法。在分析遮擋成因及遮擋建筑物結(jié)構(gòu)分布特點的基礎(chǔ)上，通過空間幾何關(guān)系鑒別互遮擋建筑物目標(biāo)中沿雷達(dá)視線方向的實際可見面元，并將其按正交投影計算模型投影至斜距平面，實現(xiàn)了互遮擋情況下建筑物整體結(jié)構(gòu)特征的準(zhǔn)確預(yù)估。同時，考慮到互遮擋情況下待搜索參數(shù)空間的高維度特點，在匹配函數(shù)極大值求解過程還引入了遺傳算法進(jìn)行迭代加速尋優(yōu)?；诜抡鏈y試數(shù)據(jù)集和實測數(shù)據(jù)的實驗結(jié)果表明，該方法能