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合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种全天候、全天时的高分辨率对地探测雷达,在军事、经济和农业等领域都有广泛的应用。SAR的成像原理复杂,SAR影像处理涉及到许多复杂的算法,作为实现深入研究和应用SAR数据的基础步骤,SAR影像基础处理,特别是SAR影像配准处理的研究都面临着很高的要求。目前SAR影像处理技术的研究主要是围绕处理效率、准确度和可靠性等方面展开。为了充分利用国内外各种先进卫星所生成的SAR数据,实现SAR数据自动处理、解析和配准算法的软件平台的研发有着重要的实际意义。
本论文主要从SAR影像特殊的成像原理出发,讨论了SAR影像的特征,研究了几种SAR影像配准的算法,对它们进行了实验分析。最后深入研究了在个人电脑上实现超大SAR影像的解析、显示和处理等技术,并在此基础上设计了SAR影像基础处理平台。
本论文的主要研究内容包括:
1.从SAR影像成像原理出发,分析SAR影像基本特征,探讨了作为InSAR技术的关键步骤,SAR影像配准在精度和可靠性方面的要求。
2.在探讨了SAR影像配准的三种不同类型算法的基础上,重点研究出一套由粗配准导向和精配准结合的SAR影像配准方法。本文主要研究并实现了基于Fourier-Mellin变换粗匹配导向的Harris特征点配准算法和基于轨道参数粗匹配导向的Harris特征点配准算法,并对两种算法分别进行了实验分析。实验结果表明本文提出的算法在平均几何配准误差和视觉效果上都有了较好的结果。
3.在研究了对地观测卫星ENVISAT所产生ASAR数据格式的基础上,以Microsoft Visual Studi02010为开发平台,使用C#语言编写了用于实现SAR影像基础算法的ENIMAGE软件平台,并详细介绍了该软件的主要设计思路及代码流程图。本软件平台在软件系统设计的过程中,嵌入了面向对象的模块化思想,为今后程序的进一步完善与移置奠定了基础。
4.针对ENIMAGE软件平台在大影像处理方面所遇到的问题,研究并实现了内存映射技术和数据分块处理等方法。