合成孔径雷达三维成像

合成孔径雷达3维成像技术可以消除目标和地形在2维图像上产生的严重混叠，显著提升目标识别和3维建模能力，已经成为SAR发展的重要趋势。

以合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)为代表的微波成像技术是高分辨率对地观测的重要手段，在军事侦查、地形测绘、环境测绘、地质勘测和灾情调查等方面具有重大应用价值。然而SAR与光学影像成像的机制显著不同，SAR目标识别和图像解译难度极大，已经成为当前星载和机载SAR装备应用效能有效发挥的关键瓶颈。其中重要的原因在于传统SAR只能获取2维图像，在地形变化陡峭和环境复杂的区域，3维目标在2维图像上会产生严重混叠，导致大量目标看不清、辨不明、难以理解。SAR3 维成像可以直接获取目标的三维电磁散射结构，消除SAR图像中由于成像机理导致的收缩、叠掩、顶底倒置等现象，对3维环境构建、目标精细化解译、城市测绘以及灾害评估等应用具有重大的研究意义。

SAR3维成像中下视阵列3维成像技术向飞机正下方发射宽带信号，几何脉冲压缩技术实现高程向分辨率；在放卫星借助平台运动获得航迹向多普勒信息，形成合成孔径，实现方位向分辨率；在跨航向借助阵列天线实现跨航向合成孔径，进而实现跨航向分辨率。

SAR微波视觉三维成像，是指将雷达回波和2维图像中隐含的3维线素，通过微波散射机制和图像视觉语义挖掘的方法加以提取，并引入到传统的SAR成像方法中，从而降低所需多角度观测的数量，实现高效的3为成像技术。SAR微波3维成像，融合了计算电磁学、计算机视觉以及雷达信号处理的相关理论，是一种新的SAR3维成像技术路线。

SAR微波视觉3维成像，相较传统3维成像方法，主要有以下特点。第一。SAR微波视觉3维成像方法从回波出发，建立目标部件3维结构和回波之间的3维散射映射关系，并构建目标3维散射机制的机构化参数表征，增加目标的3维成像信息量。第二，现有的SAR3 维成像方法逐像素孤立解算，而SAR微波视觉3维成像则结合计算机视觉的方法提取图像中语义信息信息对3维重建增加约束，减少所观测数。

注：文章选自《合成孔径雷达三维成像——从层析、阵列到微波视觉》丁赤飚等