基于不规则三角网查找表的SAR图像地理编码方法技术

本发明专利技术公布了一种基于不规则三角网(Triangulated Irregular Network，TIN)查找表的SAR图像的地理编码方法，包括：将SAR图像覆盖区域的Grid DEM数据转换生成TIN DEM数据；根据SAR图像信息，通过计算得到TIN DEM每个结点与SAR图像雷达坐标的映射关系，存储在TIN查找表中；根据SAR图像信息和查找表中的映射关系，进行重采样，得到地理编码后的SAR图像。本发明专利技术基于TIN查找表，仅对TIN结点进行计算得到映射关系，其它格网点利用插值获得映射关系，由此减少存储和计算量，能够克服现有利用Grid查找表的地理编码方法存在的数据冗余、效率低下等不足，适用于针对同一地区大量SAR图像进行快速、高效的地理编码。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，SAR)图像地理编码，尤其涉及一种基于不规则三角网(TriangulatedIrregularNetwork，TIN)查找表的SAR图像地理编码方法。
技术介绍
合成孔径雷达图像广泛应用于地形测绘、地质勘察、环境监测和灾害评估等领域。SAR图像以雷达坐标系存储，不利于专题地理信息的提取及与其它地理信息的对比分析；另外，SAR图像因其侧视成像的特点，易受构像几何、地形起伏等影响而产生几何畸变，例如前视收缩、叠掩和阴影等。SAR图像地理编码的目的是建立图像的雷达坐标系与地理坐标系之间的映射关系，消除几何畸变，便于与其他地理信息相匹配，查找表是表达存储这种映射关系的一种常用的数据结构。传统的查找表与DEM具有一致的地理坐标系，以规则格网(Grid)的行、列顺序逐像元存储坐标映射关系。而Grid查找表没有顾及地形变化的特点，从而存在大量的数据冗余。例如，相对于陡峭的山区，在平坦的平原使用更少的格网点就可表达映射关系，且不会对地理编码精度造成明显影响。另外，Grid查找表每个格网点都需要计算映射关系，故存储空间和计算时间开销都较大。随着SAR技术发展，SAR图像数量不断增加，同一地区可能存在SAR平台、极化、时相、观测角度等不同的大量SAR图像，而利用现有基于Grid查找表的地理编码方法处理这些SAR图像，需要针对不同的SAR图像每次逐像元计算映射关系，难<br>以满足快速、高效的处理要求。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于不规则三角网(TriangulatedIrregularNetwork，TIN)查找表的SAR图像的地理编码方法，可以克服现有利用Grid查找表的地理编码方法存在的数据冗余、效率低下等不足，适用于针对同一地区大量SAR图像进行快速、高效的地理编码。本专利技术提供的技术方案是：一种基于不规则三角网(TriangulatedIrregularNetwork，TIN)查找表的SAR图像的地理编码方法，包括以下步骤：1)将SAR图像覆盖区域的GridDEM数据转换，生成TINDEM数据；2)根据SAR图像信息，计算TINDEM每个结点与SAR图像雷达坐标的映射关系，存储在TIN查找表中；3)根据SAR图像信息和查找表中的映射关系，进行重采样，得到地理编码后的SAR图像。在重采样步骤中，本专利技术使用TIN查找表，仅对TIN结点计算得到映射关系，对不在结点上的其它格网点，则利用插值获得映射关系。具体地，若该图像像元(x,y)不在TIN查找表结点上，则(i,j)通过线性内插该像元所在三角面的结点索引值得到。由于插值计算很简单，相比根据SAR构像模型严格计算映射关系，插值计算开销基本可以忽略。因此，本专利技术提供的方法能够减少存储，减少计算量。针对上述基于TIN查找表的SAR图像的地理编码方法，进一步地，步骤1)所述转换首先设定一个高程容差限，所述高程容差限用于控制TINDEM的结构以及TINDEM与GridDEM的近似程度；基于TIN查找表进行地理编码，能减少查找表占用的存储空间，且高程容差限越大，其存储空间越小；另外，当处理相同地区多幅SAR图像时，步骤1)所述转换仅需进行一次；针对上述基于TIN查找表的SAR图像的地理编码方法，进一步地，步骤1)所述生成TINDEM数据的结构中，所有结点均在地理坐标系下，每个结点数据域为该结点对应的SAR图像雷达坐标，所述雷达坐标包括距离向索引和方位向索引。针对上述基于TIN查找表的SAR图像的地理编码方法，进一步地，步骤2)所述计算具体根据SAR图像信息，通过距离多普勒模型进行计算；在本专利技术实施例中，所述距离多普勒模型由椭球方程或平面方程(式1)、斜距方程(式2)、多普勒方程(式3)组成：(式1) R = | P → S - P → | ]]>(式2) f d = - 2 λ ( P → S - P → ) ( V → S - V → ) | P → S - P → | ]]>(式3)式1～式3中，为地面点位置矢量；Re为地球椭球长半轴；Rp为地球椭球短半轴；h为地面点大地高；为SAR平台位置矢量；R为SAR平台与地面点斜距长度；SAR平台速度矢量；为地面点速度矢量；λ为雷达波长；fd为多普勒中心频率。SAR图像任一像元可根据SAR图像信息得到其成像时唯一的SAR平台位置矢量和斜距，利用距离多普勒模型及TINDEM高程信息可计算得到其地理位置信息。SAR图像信息描述了SAR图像参数，主要包括SAR平台位置信息、速度信息、斜距信息、成像时间信息、成像参数信息等。上述步骤2)所用方法相比于传统方法可有效减少运行时间。当处理的影像增多，如针对同一地区大量SAR图像地理编码时，由于步骤1)在处理相同地区多幅影像时只需进行一次；因此，当步骤2)减少的时间大于步骤1)所需时间时，本专利技术方法的计算时间减少，方法效率高。针对上述基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于TIN查找表的SAR图像的地理编码方法，包括以下步骤：1)将SAR图像覆盖区域的Grid DEM数据转换，生成TIN DEM数据；2)根据所述SAR图像信息，通过计算得到TIN DEM每个结点与SAR图像雷达坐标的映射关系，存储在TIN查找表中；3)根据所述SAR图像信息和所述TIN查找表中的映射关系，进行重采样，得到地理编码后的SAR图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于TIN查找表的SAR图像的地理编码方法，包括以下步骤：
1)将SAR图像覆盖区域的GridDEM数据转换，生成TINDEM数据；
2)根据所述SAR图像信息，通过计算得到TINDEM每个结点与SAR图像雷达坐标的
映射关系，存储在TIN查找表中；
3)根据所述SAR图像信息和所述TIN查找表中的映射关系，进行重采样，得到地理编
码后的SAR图像。
2.如权利要求1所述基于TIN查找表的SAR图像的地理编码方法，其特征是，步骤1)
所述转换首先设定一个高程容差限，所述高程容差限用于控制TINDEM的结构以及TINDEM
与GridDEM的近似程度；当处理相同地区多幅SAR图像时，步骤1)所述转换仅需进行一
次。
3.如权利要求1所述基于TIN查找表的SAR图像的地理编码方法，其特征是，步骤1)
所述生成TINDEM数据的结构中，所有结点均在地理坐标系下，每个结点数据域为该结点对
应的SAR图像雷达坐标，所述雷达坐标包括距离向索引和方位向索引。
4.如权利要求1所述基于TIN查找表的SAR图像的地理编码方法，其特征是，步骤2)
所述计算具体通过距离多普勒模型进行计算；所述距离多普勒模型由椭球方程或平面方程(式
1)、斜距方程(式2)、多普勒方程(式3)组成：
R = | P → S - P → | ]]>(式2)
f d = - 2 λ ( P → S - P → ) ( V &Ri...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾琪明，陈继伟，焦健，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11