壓縮感知在城區(qū)高分辨率SAR層析成像中的應(yīng)用

廖明生魏戀歡 汪紫蕓 Timo Balz 張 路

(武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 武漢 430079)

壓縮感知在城區(qū)高分辨率SAR層析成像中的應(yīng)用

廖明生*魏戀歡 汪紫蕓 Timo Balz 張 路

(武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 武漢 430079)

在建筑密集的城區(qū)復(fù)雜場(chǎng)景中，高分辨率SAR影像中存在嚴(yán)重的疊掩效應(yīng)，影像解譯的難度加大。SAR層析成像可以分離單個(gè)分辨單元內(nèi)混疊的散射體目標(biāo)，并且獲取各個(gè)散射體的3維位置和后向散射強(qiáng)度。該文首先論述了3維SAR層析成像的基本原理，針對(duì)傳統(tǒng)譜估計(jì)法獲得的高程向分辨率較低的問(wèn)題，綜述了壓縮感知方法在城區(qū)3維SAR層析成像中的應(yīng)用，以基追蹤和雙步迭代收縮閾值法為例，開(kāi)展了TerraSAR-X聚束模式數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)，并與傳統(tǒng)的奇異值閾值法進(jìn)行了對(duì)比分析。研究結(jié)果表明壓縮感知方法的高程向超分辨率、旁瓣抑制優(yōu)勢(shì)明顯，在城區(qū)SAR層析成像中具有廣闊的應(yīng)用前景。

SAR層析成像；壓縮感知(CS)；稀疏重建；基追蹤；雙步迭代收縮閾值；超分辨率

1 引言

星載SAR傳感器在過(guò)去幾十年中不斷更新?lián)Q代，實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有、從中低分辨率到高分辨率的升級(jí)，在城區(qū)復(fù)雜場(chǎng)景目標(biāo)解譯方面展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力[1]。在高分辨率情況下，我們可獲取的目標(biāo)特征信息越來(lái)越豐富，其結(jié)構(gòu)、形狀、紋理等細(xì)節(jié)信息也更為突出；但另一方面，由于目標(biāo)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，城區(qū)地物目標(biāo)互相遮擋引起的多次散射、疊掩和陰影等現(xiàn)象更加明顯，使得目標(biāo)/場(chǎng)景仍然難以識(shí)別和解譯[2,3]?！?br>