基于图像模拟的山地冰川SAR影像几何畸变分析与冰川变化探测方法的任务书.docx

基于图像模拟的山地冰川SAR影像几何畸变分析与冰川变化探测方法的任务书
一、背景
随着全球气候变暖和人类活动的影响，山地冰川的面积、体积和流速已经发生了不同程度的变化。对于有效的冰川变化监测和预警管理，准确、高分辨率的冰川参数获取是必须的。由于天气条件的限制，野外测量方法的空间与时间分辨率不够高，无法全面了解冰川运动和演变情况。在此情况下，合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar,SAR）成为了一种强大的冰川监测工具。不同于可见光遥感，雷达波长较短，具有穿透性，可以在夜间和厚云层下获取高质量的冰川数据。同时，SAR图像可以提供丰富的形变信息，因此对于冰川流速、挤压、增厚和融化等多个参数的获取难度较小。
SAR成像具有一定的几何畸变，例如斜距离向、多普勒频移和波束方向等。这些畸变会对冰川形变监测和形态分析等工作带来不利影响，因此对于SAR影像的几何校正和改正成为了一个重要的研究方向。当前的SAR影像几何校正主要分为两种方法：传统方法和基于图像模拟的方法。传统方法基于影像中已知的对地物理位置和角度信息，通过矩阵运算、插值和拟合等方式对影像进行几何畸变改正。基于图像模拟的方法则通过建立多元拟合模型，利用同一区域内的多幅影像进行模拟，来预测影像扭曲参数。由于基于图像模拟的方法减少了对外部数据的依赖，可以在更短时间内得到更高精度的几何改正结果，因此被广泛应用于SAR影像的几何校正。
本次课题旨在探讨基于图像模拟的山地冰川SAR影像几何校正方法，并利用校正结果进行冰川变化探测和参数提取。
二、研究内容
1.掌握基于图像模拟的SAR影像几何校正原理与方法，包括常见多项式和半对数模型的建立、模型优化和参数计算等；
2.了解山地冰川SAR影像基本信息及表现特征，分析影响影像几何校正的主要因素，选取适当的模型进行几何校正；
3.利用校正后的SAR影像进行冰川变化监测和参数提取，包括冰川面积、流速、厚度和变形分析等；
4.分析和评估基于图像模拟的SAR影像几何校正方法在冰川遥感监测中的效果和应用前景，总结研究成果，提出改进和完善的意见。
三、主要研究方法
1.查阅文献，了解SAR影像几何校正的基本原理和方法，熟悉图像模拟技术在SAR影像几何校正中的应用；
2.计算机编程，使用SAR影像处理软件对原始数据进行处理和几何校正，并进行质量控制和评估；
3.利用校正后的SAR影像进行冰川参数提取和变化监测，进行数据分析和可视化展示；
4.撰写学位论文，总结研究成果并提出完善意见。
四、预期成果
1.掌握基于图像模拟的SAR影像几何校正方法，熟悉影像几何畸变的计算原理和方法；
2.获得冰川遥感监测相关数据，包括SAR影像、GPS测量数据和冰川参数资料等；
3.利用图像模拟技术对山地冰川SAR影像进行几何校正，并进行验证和评估；
4.提出利用校正后的SAR影像进行冰川变化监测和参数提取的方法和结果；
5.分析基于图像模拟的SAR影像几何校正方法在冰川遥感监测中的应用前景和发展趋势，并提出改进意见。
五、参考文献
1.WuQingbai,etal.GlacierAreaChangesinNWCanadaUsingALOSPALSARData(2006–2011).RemoteSensing,2014.
2.Rignot,E.,etal.TwodecadesofglacierchangeinAntarcticaobservedwithsatelliteradarinterferometry.NatureGeoscience,2011.
3.Huang,Z.andHu,H.Improvingtheprecisionofanimagegeometriccorrectionusinganatmosphericturbulencemodel.JournalofOpticalSocietyofAmerica,2015.
4.Fang,H.andHuang,X.ExtractionofglaciersinLandsatimagesusingthenormalizeddifferencesnowindexandnewcontourlinesinsoutheastQinghai-TibetPlateau,China.RemoteSensing,2015.
5.Singh,P.,etal.MonitoringofHimalayanGlaciersUsingSyntheticApertureRadar(SAR).GlobalInsectsConservationandSustainability,2014.