本书主要介绍涉及SAR成像及其图像处理中的基本理论、基本概念和基本方法,并根据SAR图像的特点和近年来从事相关科研与教学的实践经验,列举大量实例,以供读者参考。考虑到SAR处理技术的迅速发展和广泛应用,在讲解基本理论的同时还介绍国内外相关的最新动态、研究成果和应用实例。本书共9章,包括SAR成像原理和SAR图像处理两大部分。在SAR成像方面,介绍遥感、微波和SAR的基本概念、基本原理和基础知识,以及SAR成像原理、模型和基本成像算法,还有多普勒参数估计的基础内容。在SAR图像处理及应用方面,介绍SAR图像特性、斑点噪声及滤波、SAR图像增强、SAR图像分割及解译,以及包含干涉SAR成像处理和时间序列的多时相SAR图像处理等。
本书可作为高等院校电子信息、遥感、测绘、地理信息系统等专业的本科生教材,也可供研究生及相关领域的科研人员和工程技术人员参考。
样章试读
目录
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前言
第1章绪论1
1.1遥感基本概念1
1.1.1什么是遥感1
1.1.2遥感技术系统2
1.1.3遥感分类3
1.1.4遥感的特点6
1.1.5遥感技术的发展历史8
1.1.6遥感技术的发展趋势10
1.2雷达基本概念13
1.2.1什么是雷达13
1.2.2雷达工作原理与基本组成13
1.2.3雷达的基本任务16
1.2.4雷达的探测能力18
1.2.5雷达分类20
1.2.6雷达的主要技术参数22
1.2.7雷达频率24
1.2.8雷达的发展与应用28
1.3合成孔径雷达概述31
1.3.1什么是合成孔径雷达31
1.3.2合成孔径雷达的特点31
1.3.3合成孔径雷达的分类32
1.3.4合成孔径雷达的发展历程33
1.3.5合成孔径雷达的发展趋势38
1.3.6合成孔径雷达的应用40
1.4典型的SAR成像系统42
1.4.1星载SAR系统42
1.4.2机载SAR系统71
思考题74
第2章成像雷达微波遥感基础75
2.1什么是微波遥感75
2.2微波遥感优越性76
2.3电磁波理论与微波80
2.3.1什么是电磁波80
2.3.2电磁波的基本特征81
2.3.3电磁波辐射与微波84
2.4微波与物质的相互作用87
2.4.1微波与大气的相互作用87
2.4.2微波与地物的相互作用91
思考题95
第3章合成孔径雷达成像原理97
3.1概述97
3.1.1什么是合成孔径99
3.1.2侧视SAR成像几何关系及相关概念100
3.1.3分辨率与分辨单元103
3.2线性调频信号与脉冲压缩111
3.2.1线性调频信号111
3.2.2脉冲压缩114
3.3SAR成像回波信号模型118
3.4SAR成像数据获取与处理124
3.4.1初始数据获取124
3.4.2数据的压缩与解压及传输126
3.4.3数据预处理127
3.5SAR数据格式与数据产品130
3.5.1SAR数据格式130
3.5.2SAR数据类型131
3.5.3SAR数据产品134
思考题135
第4章SAR成像算法与多普勒参数估计136
4.1SAR成像处理过程136
4.2距离徙动及校正139
4.3距离多普勒(RD)成像算法143
4.3.1距离向压缩处理144
4.3.2距离徙动补偿145
4.3.3方位向压缩处理148
4.3.4RD算法的特点149
4.5CS成像算法151
4.5.1chirp scaling处理152
4.5.2距离徙动校正与距离向压缩处理155
4.5.3方位向压缩处理与相位补偿156
4.5.4CS算法的特点157
4.6波数域(ω k)成像算法157
4.7成像算法的比较与仿真160
4.8多普勒参数估计162
4.8.1多普勒中心频率估计163
4.8.2多普勒调频率估计169
4.9均值频移相关成像算法179
4.9.1MFSC算法的均值估计181
4.9.2MFSC算法的可调值估计182
4.9.3实测数据成像处理结果183
思考题185
第5章SAR图像特性186
5.1SAR图像的视觉特性186
5.2SAR图像的几何特性188
5.2.1斜距显示的近距离压缩188
5.2.2SAR图像的透视收缩与叠掩190
5.2.3SAR图像的阴影194
5.3SAR图像的物理特性195
5.3.1SAR数据的内涵195
5.3.2SAR图像与后向散射系数196
5.4SAR图像的参数特性199
5.4.1波长/频率200
5.4.2极化201
5.4.3入射角203
5.4.4雷达视向205
5.4.5表面粗糙度206
5.4.6复介电常数209
5.4.7角反射器效应210
5.5SAR图像的统计特性210
思考题218
第6章SAR图像斑点噪声与滤波219
6.1斑点产生机理及其统计特性219
6.2基于空间域的SAR图像滤波223
6.2.1多视处理滤波225
6.2.2邻域均值法226
6.2.3邻域中值法226
6.2.4Lee滤波及增强型227
6.2.5Frost滤波及增强型228
6.2.6Gamma MAP滤波及增强型228
6.3基于变换域的SAR图像滤波229
6.3.1基于傅里叶变换的滤波229
6.3.2基于小波变换滤波232
6.4一种相干性的SAR图像滤波方法237
6.4.1算法描述237
6.4.2实验结果分析238
思考题241
第7章SAR图像增强与彩色处理242
7.1基于点运算的增强243
7.1.1灰度线性变换243
7.1.2灰度非线性变换246
7.2直方图增强处理247
7.3基于代数运算的增强249
7.4相干性处理增强252
7.5彩色增强处理254
7.5.1伪彩色增强255
7.5.2假彩色增强259
7.5.3真彩色增强260
思考题262
第8章SAR图像分割与解译分析263
8.1图像分割的定义与特点264
8.2基于阈值的SAR图像分割265
8.2.1直方图阈值分割266
8.2.2最大类间方差阈值分割269
8.2.3最大熵阈值分割271
8.3基于CFAR的SAR图像分割274
8.3.1CFAR检测原理274
8.3.2不同统计分布模型下的CFAR检测方法278
8.4基于马尔可夫模型的SAR图像分割280
8.4.1马尔可夫模型的数学描述280
8.4.2算法实现过程283
8.5SAR图像解译分析285
8.5.1SAR图像地物目标类型285
8.5.2SAR图像陆地目标特征287
8.5.3SAR图像海面目标特征288
思考题289
第9章多时相SAR图像处理290
9.1SAR图像变化检测概述290
9.1.1基于图像代数运算的变化检测方法291
9.1.2基于图像变换的变化检测方法293
9.1.3基于图像分类的变化检测方法294
9.1.4基于结构特征的变化检测方法295
9.2变化检测阈值的确定295
9.2.1贝叶斯理论的基本概念295
9.2.2阈值确定的KI算法296
9.2.3阈值确定的EM算法297
9.3小波分解的SAR图像变化检测300
9.4基于主成分分析的变化检测306
9.5合成孔径雷达干涉测量311
9.5.1InSAR测量原理311
9.5.2InSAR的基本干涉模式314
9.5.3InSAR数据处理流程316
9.5.4InSAR测量实例317
9.6合成孔径雷达差分干涉测量321
9.6.1双过差分干涉321
9.6.2三过差分干涉322
9.6.3四过差分干涉323
9.6.4D InSAR测量实例323
9.7多时相时序SAR图像处理325
9.7.1时序SAR图像获取信息325
9.7.2InSAR时序分析技术327
参考文献330
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