几何模型约束的SAR图像建筑物提取.pdf

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几何模型约束的SAR图像建筑物提取王国军1’2，张风丽1，徐旭1’2，邵"世A-1红外与毫米波学报Geometricalmodel-basedthree-dimensionalSARimagery引言buildingextractioninhigh—resolution自2007年以来，意大利的Cosmo—SkyMeD、加拿大的星系统先后升空，开启了高分辨率星载SAR时代．发展高分辨率SAR图像的建筑物目标识别、信息提取和三维重建的方法已经成为当前SAR应用研究的一个热点01-5]．建筑物目标的自身结构及空间分布的复杂性，导致建筑物目标与电磁波之间的相互作用机理非常复杂，从而给建筑物目标的SAR图像的常见的建筑物目标三维重建方法有基于干涉测量方法H1州、基于雷达摄影测量方法"一1和基于二次散射强度的三维重建方法【1J，大多是首先分割出image．njs合成孔径雷达(SAR)具有全天时全天候的特性，已经成为对地观测和目标探测的重要手段之一．RADARSAT-2、德国的TerraSAR—X和TanDEM—X卫解译和信息提取带来了巨大的挑战．第32卷第5期2013年10月Millim．Waves文章编号：1001—9014(2013)05—0444—07(1．中国科学院遥感与数字地球研究所，北京100101；2．中国科学院大学，北京100049)摘要：利用高分辨率SAR图像进行建筑物提取的常规方法是首先利用二次散射特征线确定建筑物边界，然后利用叠掩、阴影等散射特征来提取建筑物高度．当建筑物目标走向与星载SAR方位向夹角较大时，其二次散射特征不明显，常规重建方法不能取得理想结果．针对这类建筑物目标，在分析SAR图像上的散射特征为平行四边形条带的基础上，提出一种基于几何模型约束的建筑物自动提取与三维重建方法．将该方法应用于TerraSAR—X聚束模式图像，并对提取结果进行了分析和评价，表明该方法能够有效提取建筑物目标及其三维信息．关键词：高分辨率SAR；建筑物提取；几何模型约束；最优化；平行四边形中图分类号：P23文献标识码：AWANGGuo—Junl”，ZHANGSciences，Beijing100049，China)J．InfraredDOI：10．3724／SP．J．1010．2013．00444Feng．Lil，XUXul一，SHAOYun(1．Institute收稿日期：2012—1l-25，修回日期：2013—05—21基金项目：国家高技术研究发展计划(2011AAl20403)；中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2一EW-320)；国家自然科学基金项目(41001213)作者简介(Biography)：王国军(1986。)，男，湖北鄂州人，博士研究生，主要研究领域为高分辨率SAR图像模拟、城市雷达遥感应用研究．E‘V01．32，No．5October，2013ofRemoteSensingandDigitalEarth，ChineseAcademy100101，China；2．UniversityChineseAbstract：Thetraditionalmethodsfor3Dfromhighresolutionmonoscopicthefootprintbrightlinescausedbydoublebouncebetweengroundwall，thenestimateheightfeaturessuchlayover，shadowetc。However，itiscommonbuildingswithlargeaspectanglesunrecogniz-ableimagery，whichmakestheseuseless．Amethodproposedkindssingleamplitudereliesmetricalmodel．assumingparallelepipedicmodel．111eperformancethisvalidateddataurbanKeywords：high—resolutionimagery；3Dextraction；Geometricalmodel—based；optimal；parallelogramPACS：84．40．Uaitems：SuppoaedChina(2011AAl20403)；KnowledgeSciences(KZCX2．EW一320)；NationalChina(41001213)mail：[e-mail]onstraintgeo—weretesttwoReceiveddate：2012一lI．25，reviseddate：2013—05—21FoundationNatio