「干货」一文带你了解“雷达卫星SAR数据处理及应用”技术

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）是上世纪50年代提出并研制成功的一种微波遥感设备。它是一种主动式的对地观测系统，可安装在飞机、卫星、宇宙飞船等飞行平台上，全天时、全天候对地实施观测、并具有一定的地表穿透能力。因此，SAR系统在灾害监测、环境监测、海洋监测、资源勘查、农作物估产、测绘和军事等方面的应用具有独特的优势，可发挥其它遥感手段难以发挥的作用，因此越来越受到世界各国的重视。

一、 SAR成像基本原理：

SAR用一个小天线作为单个辐射单元，将此单元沿一直线不断移动，在不同位置上接收同一地物的回波信号并进行相关解调压缩处理。一个小天线通过"运动"方式就合成一个等效"大天线"，这样可以得到较高的方位向分辨率，同时方位向分辨率与距离无关，这样SAR 就可以安装在卫星平台上而可以获取较高分辨率的SAR 图像。

▲SAR成像原理示意图

二、 SAR图像处理应用前景：

数学形态学、分数维、信号处理、模糊聚类、小波分析、证据理论等技术引入到SAR图像的研究，大大促进了SAR图像研究的进程，已经取得了理想的效果，在对SAR图像较好的物理理解、模型和实验结果的基础上，人们试着最大限度去寻找一种完整的、准确的、易处理的、有价值的模型。这种模型能自动或半自动对SAR图像的特性较好的表征，更好的解决应用中的许多问题。

2、 多景影像处理流程：

四、SAR成像的主要应用领域：

城市三维、四维信息提取：城市地区的叠掩现象较为严重，SAR技术可以解决散射体叠掩问题，进而实现高层建筑的三维成像。同时，随着SAR技术的发展，城市四维信息的获取也成为可能，即可实现城市建筑的形变监测。

森林覆盖研究：SAR技术对提高森林类型分类精度、森林垂直结构参数、森林生物量和蓄积量等的估测精度，具有很重要的潜在应用价值。早在2000年，Reigber等成功地提取了德国宇航局附近的植被垂直结构信息。

冰川厚度研究：随着全球气候变化加剧，利用冰川厚度变化来监测气候变化也更加具有意义。目前，利用SAR技术在冰川的研究还在起步阶段，具有很大的潜力，其中多极化层析SAR技术和地基层析技术将会是研究热点。

侦查监视：2012年，曾有学者对掩藏在树叶底下的卡车和油罐车进行监测，且实验结果表明可以清楚地分辨出来。可见，SAR技术在地形测绘、考古学、沙层、军用、民用等其他方面也将会有广阔的应用前景。