S2OGAN:一种纹理与边缘保真的SAR-光学影像生成式翻译方法

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作者 丁明涛 卢昭龙 +2 位作者 李振洪 江辉 黄武彪 《地球科学与环境学报》 北大核心 2025年第4期806-828,共23页

光学遥感影像具备丰富的纹理和光谱信息,已成为高价值的数据资源。然而,光学遥感影像的获取过程易受光照条件与气象因素影响,尤其在多云、多雾或强降水等复杂天气情况下,常出现数据缺失或影像质量下降等问题,在一定程度上限制了其在时... 光学遥感影像具备丰富的纹理和光谱信息,已成为高价值的数据资源。然而,光学遥感影像的获取过程易受光照条件与气象因素影响,尤其在多云、多雾或强降水等复杂天气情况下,常出现数据缺失或影像质量下降等问题,在一定程度上限制了其在时空连续性监测和应用效果方面的表现。相比之下,合成孔径雷达(SAR)具备全天时、全天候成像能力,能够有效弥补光学遥感影像在恶劣环境下的获取不足,成为光学遥感的重要补充手段。为了增强遥感监测的连续性和完整性,在条件生成对抗网络(cGAN)框架的基础上,针对SAR影像中常见的散斑噪声问题,提出了一种SAR-光学影像翻译方法——S2OGAN方法。该方法引入去噪卷积神经网络(DnCNN)作为去噪模块,以有效滤除噪声并提高纹理保真度;同时,结合相位一致性直方图(HOPC)作为边缘损失,进一步强化边缘特征的表达,实现纹理和结构特征的高精度重建;此外,基于GEE平台构建了冰川观测实验数据集,以探讨S2OGAN方法在冰川场景中的应用效果。结果表明:在4个常用数据集上,S2OGAN方法相较于Pix2Pix、CycleGAN、CUT、Semi-I2I等4个经典影像翻译方法展现出更优的综合性能;在多空间分辨率下,S2OGAN方法在定量评价指标上表现得比其他4个影像翻译方法更为稳定,充分体现了其较高的鲁棒性;在简单场景中,各方法的综合性能普遍优于在复杂场景中,其中S2OGAN方法不仅整体表现最佳,并且在复杂场景中的性能保持相对稳定,展现出较高的稳健性;在冰川场景中,S2OGAN方法翻译得到的光学影像结构相似度(SSIM)达到0.668,有效支撑了冰川冰舌轮廓的定量分析,但其纹理信息与真实光学遥感影像仍存在一定差异。最后,基于翻译影像估算出三江源地区格拉丹东冰川两个冰舌消融面积分别约为0.3463和0.0890 km2,为多云雾地区的连续遥感监测提供了新的技术方案。 展开更多

关键词 S2OGAN 影像翻译 条件生成对抗网络 纹理保真 边缘保真 合成孔径雷达影像 冰川 三江源地区

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基于雷达光学影像融合的养殖池塘提取方法

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作者 张志德 葛贵银 +2 位作者 刘祥梅 王健 陈嘉琪 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2022年第12期93-100,共8页

池塘养殖在提供水产品同时为周边水环境带来了污染,为此对养殖池塘提取算法进行研究。针对养殖池塘提取过程中雷达图像受地形影响易产生噪声,而多光谱图像易受天气等因素影响这一现象,文中提出了一种基于决策级融合的塘坝提取方法,综合... 池塘养殖在提供水产品同时为周边水环境带来了污染,为此对养殖池塘提取算法进行研究。针对养殖池塘提取过程中雷达图像受地形影响易产生噪声,而多光谱图像易受天气等因素影响这一现象,文中提出了一种基于决策级融合的塘坝提取方法,综合多数据源成像的优势来提高识别精度。先对雷达图像进行预处理和超分辨图像重建,再用面向对象的连通分量分割算法对图像进行水陆分割。随后,利用2015水体指数对光学影像进行水体提取,整合光学数据的光谱特性并与雷达影像进行决策级融合,全面考虑每个数据源的分类结果,得到最终的养殖池塘分布图像。实验数据表明:决策级融合利用雷达影像较高的分辨率和光学影像丰富的波段信息,提高了对小型塘坝的分辨能力,较单一数据源提取优势显著。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 光学影像 合成孔径雷达影像 决策级融合

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GB-SAR影像坐标到三维地形坐标转换方法 被引量：8

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作者 王鹏 邢诚 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2018年第6期122-127,共6页

为提高地基合成孔径雷达(GB-SAR)影像二维坐标到地方三维坐标转换的全局精度和可靠性,克服传统相似变换参数估计法的局限性,提出三维激光扫描数据辅助GB-SAR影像坐标三维变换方法。首先推导了相似变换参数估计法缩放因子的计算公式。分... 为提高地基合成孔径雷达(GB-SAR)影像二维坐标到地方三维坐标转换的全局精度和可靠性,克服传统相似变换参数估计法的局限性,提出三维激光扫描数据辅助GB-SAR影像坐标三维变换方法。首先推导了相似变换参数估计法缩放因子的计算公式。分析结果表明相似变换法在目标处于不同相对高度条件下的计算精度不均匀,仅适用于距离雷达较远、范围较小的局部区域,并且相对于雷达中心的高度变化不能过于剧烈。由此提出利用三维激光扫描技术提供外部高程信息,依据GB-SAR成像几何投影原理,在投影面上完成点云和像元的匹配,实现GB-SAR影像坐标到地方三维坐标的变换计算。最后,结合GB-SAR隔河岩坝体高边坡变形监测试验,验证了该方法的有效性。研究成果有利于实际GB-SAR监测应用中对变形的三维解译和分析。 展开更多

关键词 地基合成孔径雷达影像 干涉测量 三维激光扫描 坐标转换 缩放因子

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基于视觉显著特征的光学与SAR影像快速粗配准方法 被引量：3

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作者 华丽 徐川 眭海刚 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1602-1610,共9页

在经典的Itti模型基础上,结合纹理特征及SAR影像显著目标的灰度特性,TW-Itti视觉显著模型能快速精确地反映显著地物的范围,获取显著区域。在显著区域内,利用水平集分割提取显著目标,通过形状曲线匹配算法对显著目标进行配准。研究结果表... 在经典的Itti模型基础上,结合纹理特征及SAR影像显著目标的灰度特性,TW-Itti视觉显著模型能快速精确地反映显著地物的范围,获取显著区域。在显著区域内,利用水平集分割提取显著目标,通过形状曲线匹配算法对显著目标进行配准。研究结果表明:与经典的Itti模型相比,TW-Itti模型得到的显著区域目标整体更连贯,边缘细节更丰富,目标区域更准确,提高了后续影像粗配准的鲁棒性。同时,配准效率得到显著提高。 展开更多

关键词 视觉显著特征 合成孔径雷达影像 影像配准 水平集 形状曲线

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SAR影像水体目标提取的序列非线性波波方法 被引量：2

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作者 王栋 陈映鹰 秦平 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第13期234-236,共3页

合成孔径雷达(SAR)影像由于其特有的相干斑点噪声,加大了其目标边界特征提取的难度。采用一般针对光学影像的目标提取区域分割算子,在SAR影像的自动目标识别处理中往往不能取得理想的效果。水体目标在SAR影像中表现为整体亮度很低且成... 合成孔径雷达(SAR)影像由于其特有的相干斑点噪声,加大了其目标边界特征提取的难度。采用一般针对光学影像的目标提取区域分割算子,在SAR影像的自动目标识别处理中往往不能取得理想的效果。水体目标在SAR影像中表现为整体亮度很低且成面状连续分布的像素区域。目前大多采用阈值分割转为二值影像的方法提取低亮度目标,但由于强烈的相干噪声影响,如何自动获得一个合适的阈值是一个比较困难的问题。一般多采用基于假设检验,多次迭代获得阈值。针对水体目标的亮度及形状分布特征,不作二值分割处理,而采用序列非线性滤波处理,提出一种针对SAR影像水体目标的快速提取方法。经实际数据检验,算法可以快速有效地实现SAR影像水体目标的自动提取识别。 展开更多

关键词 合成孔径雷达影像 水体目标 自动识别 非线性滤波 灰度形态学

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基于优化活动轮廓模型的SAR影像海陆分割方法研究 被引量：2

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作者 单子力 王超 张红 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2011年第6期2339-2341,2345,共4页

利用Gamma分布拟合SAR影像,并将其用于构造基于区域信息的能量函数,提出了一种基于活动轮廓模型的SAR影像海陆自动分割方法。该方法在能量函数中同时融合了边缘和区域信息,既有利于边界精确定位,又有利于降低乘性斑噪的影响,利用活动轮... 利用Gamma分布拟合SAR影像,并将其用于构造基于区域信息的能量函数,提出了一种基于活动轮廓模型的SAR影像海陆自动分割方法。该方法在能量函数中同时融合了边缘和区域信息,既有利于边界精确定位,又有利于降低乘性斑噪的影响,利用活动轮廓演化模型,通过变分水平集方法推动活动轮廓曲线向海岸线演化,在最小化特定能量函数的约束下,使活动轮廓与海岸线重合,达到影像分割的目的。同时,针对该模型提出了优化方法提高其计算效率,使提出的分割算法更加实用。实验结果表明,提出的方法能够克服SAR影像的斑噪,较快速准确地分割出海陆边缘。 展开更多

关键词 海陆分割 合成孔径雷达影像 活动轮廓模型 水平集

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盲信号分离和序贯滤波的SAR影像水体提取 被引量：1

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作者 王栋 陈映鹰 秦平 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第2期165-168,共4页

采用一种新的基于盲信号分离(BSS)和序列非线性滤波方法实现多极化合成孔径雷达(SAR)影像相干斑噪声抑制和水体目标快速提取。SAR影像具有强烈乘性相干斑噪声,影像数据为非高斯分布,但其具体分布形式及参数难以获得。利用基于独立分量... 采用一种新的基于盲信号分离(BSS)和序列非线性滤波方法实现多极化合成孔径雷达(SAR)影像相干斑噪声抑制和水体目标快速提取。SAR影像具有强烈乘性相干斑噪声,影像数据为非高斯分布,但其具体分布形式及参数难以获得。利用基于独立分量分析的盲信号分离方法,不需要知道SAR影像的具体分布,通过对数量化将相干斑噪声转化为与图像数据相互独立的加性噪声,从多极化SAR影像中自动分离出图像数据与相干斑噪声,并自动选择相干斑指数最小的分量为图像分量。针对SAR影像水体目标的亮度及形状分布特征,进一步采用序列非线性滤波处理,从分离出的图像分量中提取出水体目标。利用ENVI-SAT ASAR多极化影像进行了实验,结果表明该方法可以快速准确地提取多极化SAR影像中的水体目标。 展开更多

关键词 极化合成孔径雷达影像 水体目标 自动识别 盲信号分离 序列非线性滤波

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基于高分三号的北江洪水水域提取方法及应用

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作者 冯佑斌 何颖清 潘洪洲 《水资源保护》 北大核心 2025年第3期101-110,共10页

利用高分三号合成孔径雷达影像,分析了双极化波段在不同地类(水体、山体、建筑等)中的回波信号物理机制和统计特征,提出了一种基于后向散射系数最小值的水体提取方法,并探讨了DEM和影像纹理作为辅助优化数据的作用。在2022年和2024年北... 利用高分三号合成孔径雷达影像,分析了双极化波段在不同地类(水体、山体、建筑等)中的回波信号物理机制和统计特征,提出了一种基于后向散射系数最小值的水体提取方法,并探讨了DEM和影像纹理作为辅助优化数据的作用。在2022年和2024年北江第2号洪水期间,通过与光学影像对比验证,运用该方法成功提取了两次洪水的淹没范围。结果表明:英德市大站镇、潖江清城段清侨镇、大燕河清城段龙塘镇临河农田和村镇均受到洪水的严重影响;2022年洪水淹没范围更大,2022年北江英德段大站镇、潖江清城段清侨镇受灾严重,2024年北江英德段大站镇、连江英德段张陂镇受灾严重。 展开更多

关键词 北江洪水 洪水水域提取 高分三号 合成孔径雷达影像 洪水遥感监测

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利用SAR影像区域分割方法提取海洋暗斑特征 被引量：4

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作者 赵泉华 王玉 李玉 《地理科学》 CSCD 北大核心 2016年第1期121-127,共7页

在SAR强度影像中,包括海洋溢油在内的许多海洋现象呈现为暗斑。为从诸多暗斑中辨识海洋溢油,需要在SAR影像中提取暗斑的几何和统计分布特征,以此作为进一步分类(辨识)海洋溢油的依据,将基于几何划分技术的区域分割方法应用于SAR影像暗... 在SAR强度影像中,包括海洋溢油在内的许多海洋现象呈现为暗斑。为从诸多暗斑中辨识海洋溢油,需要在SAR影像中提取暗斑的几何和统计分布特征,以此作为进一步分类(辨识)海洋溢油的依据,将基于几何划分技术的区域分割方法应用于SAR影像暗斑特征提取。首先建立高分辨率SAR影像暗斑或然率模型,然后利用最大化期望值和M-H算法实现其几何及统计分布特征参数提取。实验结果表明,该方法不仅可以精准提取暗斑的几何形状,同时还能有效估计其统计分布参数。 展开更多

关键词 合成孔径雷达(SAR)影像 海洋溢油 几何划分 海洋暗斑 特征提取

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集成互补不变特征的SAR影像自动配准 被引量：3

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作者 王晓华 邓喀中 杨化超 《国土资源遥感》 CSCD 北大核心 2014年第1期52-56,共5页

合成孔径雷达(synthetic aperture Radar,SAR)影像的精确配准是使用SAR影像准确分析矿区变形的前提。虽然目前已有的影像配准算法很多,但是直接应用于SAR影像配准的效果还不够理想。为此,提出了一种集成互补不变特征的配准方法。该方法... 合成孔径雷达(synthetic aperture Radar,SAR)影像的精确配准是使用SAR影像准确分析矿区变形的前提。虽然目前已有的影像配准算法很多,但是直接应用于SAR影像配准的效果还不够理想。为此,提出了一种集成互补不变特征的配准方法。该方法首先利用Canny边缘检测算法对影像进行区域分割,利用获得的分割区域进行粗匹配,然后应用改进Canny边缘特征的SIFT算法进行精匹配,最终获得精确配准的SAR影像。该方法能够降低由单纯使用SIFT特征进行匹配所产生的巨大计算量。通过实验分析可知,该方法能够准确配准矿区SAR影像,为矿区变形分析和综合治理提供高质量的影像数据。 展开更多

关键词 合成孔径雷达(SAR)影像 自动配准 Canny边缘 SIFT算法

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基于SIFT特征的异源遥感影像匹配方法研究 被引量：10

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作者 吕倩利 邵永社 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第36期171-176,共6页

由于不同传感器、多时相、多分辨率、多波段的遥感图像的光谱特征、空间特征、纹理特征等存在较大差异,为影像匹配带来了困难。针对异源遥感影像成像机理的不同特点,从影像特征角度,引入尺度不变特征变换(Scale-Invariant-Feature-Trans... 由于不同传感器、多时相、多分辨率、多波段的遥感图像的光谱特征、空间特征、纹理特征等存在较大差异,为影像匹配带来了困难。针对异源遥感影像成像机理的不同特点,从影像特征角度,引入尺度不变特征变换(Scale-Invariant-Feature-Transform,SIFT)方法,实现光学影像、SAR影像和多光谱影像间的匹配;针对SIFT单向匹配算法的不足,引入匹配约束,采用双向匹配策略对其优化,提高了匹配的可靠性。实验表明,该算法具有稳定、可靠、快速等特点,适用于存在光谱特征、空间特征、纹理特征等差异的异源遥感影像的高精度匹配。 展开更多

关键词 合成孔径雷达(SAR)影像 多光谱影像 尺度不变特征变换(SIFT)特征 异源影像匹配

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顾及不确定性分析的多数投票SAR影像变化检测 被引量：2

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作者 董婷 范婕 邵攀 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2023年第2期118-128,共11页

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)影像变化检测是遥感领域的一个重要研究方向。文章以投票法(Majority Voting,MV)为基础,提出一种全新的顾及不确定性分析的SAR影像变化检测方法(Uncertainty Analysis-based MV,UAMV)。首先... 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)影像变化检测是遥感领域的一个重要研究方向。文章以投票法(Majority Voting,MV)为基础,提出一种全新的顾及不确定性分析的SAR影像变化检测方法(Uncertainty Analysis-based MV,UAMV)。首先选取三组典型的差分影像生成算法,生成三组互补的差分影像。然后使用模糊C均值聚类估算每组差分影像的关于变化类和未变化类的模糊隶属度函数。最后用模糊集合和信息熵理论优化MV,构建顾及不确定性分析的多数投票法,并用所构建方法融合三组差分影像的模糊隶属度函数,生成变化检测图。为验证文章方法的有效性,通过三组真实SAR影像数据进行实验分析。实验结果表明:1)通过用信息熵分析MV融合过程中的不确定性,能够显著提高MV的变化检测性能;2)与7种现有相关算法相比,UAMV方法能够取得更优的变化检测结果。该研究为SAR影像变化检测提供一种新的思路和方法。 展开更多

关键词 不确定性分析 模糊聚类 信息熵 多数投票 合成孔径雷达影像 变化检测 遥感应用

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基于ICA和SNF的SAR机场目标提取 被引量：7

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作者 王栋 陈映鹰 秦平 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第24期1-3,共3页

针对合成孔径雷达(SAR)影像相干斑噪声强烈且分布形式及参数获取困难的问题,提出一种基于独立分量分析(ICA)和序列非线性滤波(SNF)实现多极化SAR影像相干斑噪声抑制和机场目标快速提取方法。利用ICA从多极化SAR影像中自动分离出图像数... 针对合成孔径雷达(SAR)影像相干斑噪声强烈且分布形式及参数获取困难的问题,提出一种基于独立分量分析(ICA)和序列非线性滤波(SNF)实现多极化SAR影像相干斑噪声抑制和机场目标快速提取方法。利用ICA从多极化SAR影像中自动分离出图像数据与相干斑噪声,自动选择相干斑指数最小的分量为图像分量。通过SNF从分离出的图像分量中提取出机场目标。采用ENVISAT ASAR多极化影像进行实验,结果表明该方法能快速准确地提取多极化SAR影像中的机场目标。 展开更多

关键词 极化合成孔径雷达影像 机场目标 自动识别 独立分量分析 序列非线性滤波

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基于时间误差补偿的HJ-1C卫星几何定位改进 被引量：1

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作者 姚玉林 张妍 陈琦 《航天返回与遥感》 2014年第2期76-80,共5页

利用距离多普勒算法对 HJ-1C（“环境一号”C）卫星图像进行定位，其初始定位精度为1100~1400m，不能很好地满足实际应用的需要。进一步分析后发现，HJ-1C卫星图像几何定位误差主要分布在方位向，通过对影响HJ-1C卫星几何定位精度的因... 利用距离多普勒算法对 HJ-1C（“环境一号”C）卫星图像进行定位，其初始定位精度为1100~1400m，不能很好地满足实际应用的需要。进一步分析后发现，HJ-1C卫星图像几何定位误差主要分布在方位向，通过对影响HJ-1C卫星几何定位精度的因素进行分析，得出合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）时间误差是影响几何定位的关键因素，因此文章提出通过时间误差补偿提高HJ-1C卫星几何定位精度。该方法首先计算SAR时间误差，然后对SAR载荷时间进行补偿，最后利用距离多普勒算法进行定位，并对HJ-1C卫星图像进行了验证。结果表明，HJ-1C卫星定位精度提高到300m左右，得到了有效的改进。 展开更多

关键词 “环境一号”C卫星 合成孔径雷达影像 时间误差补偿 距离多普勒定位

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一种柔性形态学参数对称对数图像处理新算法 被引量：4

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作者 倪洁 王俊平 +2 位作者 杨国钰 伍尧 马塾亮 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期25-31,45,共8页

合成孔径雷达成像过程中产生的固有随机相干斑噪声严重影响图像质量,因此对相干斑噪声的抑制研究具有重要意义.针对传统相干斑噪声的抑制方法不能兼顾去除斑点噪声和保护图像纹理信息的问题,笔者提出一种柔性形态学参数对称对数图像处... 合成孔径雷达成像过程中产生的固有随机相干斑噪声严重影响图像质量,因此对相干斑噪声的抑制研究具有重要意义.针对传统相干斑噪声的抑制方法不能兼顾去除斑点噪声和保护图像纹理信息的问题,笔者提出一种柔性形态学参数对称对数图像处理新算法.该算法结合柔性形态学顺序统计量的灵活性与参数对称的对数图像处理模型自适应处理图像负值部分的特性,抑制合成孔径雷达影像斑点噪声,并且能够较好地保护图像纹理及细节信息.为验证新算法的去噪性能,将其与已有的一些滤波算法的滤波效果比较,并利用抑斑图像质量评价指标,评价新算法滤波性能.实验结果表明,该算法在抑制斑点噪声的同时很好地保留了图像细节信息,且其滤波效果优于现有的合成孔径雷达影像斑点噪声抑制算法. 展开更多

关键词 合成孔径雷达影像 斑点噪声 柔性形态学参数对称对数图像处理算法 柔性形态学

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IDL并行计算技术在SAR风场反演中应用

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作者 卞小林 张登荣 +1 位作者 张春燕 王洁 《计算机工程与应用》 CSCD 2014年第18期261-264,270,共5页

SAR影像反演海面风场需要对反演模型进行迭代求解,难以满足近实时预报的需求。利用IDL并行计算技术在多核计算机实现SAR风场反演。基于IDL程序设计特点,分析IDL桥并行计算程序设计方法,根据SAR风场反演流程,提出基于IDL桥对象构建的风... SAR影像反演海面风场需要对反演模型进行迭代求解,难以满足近实时预报的需求。利用IDL并行计算技术在多核计算机实现SAR风场反演。基于IDL程序设计特点,分析IDL桥并行计算程序设计方法,根据SAR风场反演流程,提出基于IDL桥对象构建的风场反演并行计算算法,验证了其实用性。结果表明,基于IDL桥对象构建的并行计算算法提高了计算效率,为其他数据快速处理提供了解决方案。 展开更多

关键词 交互式数据语言 并行计算 多核 风场反演 合成孔径雷达(SAR)影像

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基于Sentinel-1卫星SAR数据的2020年巢湖洪涝监测及灾情分析 被引量：5

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作者 朱璨阳 耿君 +3 位作者 李金超 徐立晨 徐杰铭 涂丽丽 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第9期1217-1223,共7页

受持续降雨的影响,2020年6-8月巢湖流域水位超洪水设防的百年一遇标准,对巢湖流域的经济和生态环境造成严重危害。文章采用具有全天时、全天候、全覆盖优势的Sentinel-1卫星合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)影像数据,对比单... 受持续降雨的影响,2020年6-8月巢湖流域水位超洪水设防的百年一遇标准,对巢湖流域的经济和生态环境造成严重危害。文章采用具有全天时、全天候、全覆盖优势的Sentinel-1卫星合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)影像数据,对比单阈值法、哨兵-1双极化水体指数(Sentinel-1 dual-polarized water index,SDWI)阈值法和支持向量机(support vector machine,SVM)分类算法3种方法的精度,选择最优方法来提取巢湖水体,实现对淹没区域面积的动态监测;同时利用Landsat 8、Sentinel-2卫星中、高空间分辨率光学影像对灾前研究区进行地物分类,分析灾情期间各类地物的受灾程度。结果显示:采用单阈值法可有效提取洪水淹没范围,总体精度达到98.43%以上,淹没面积为424.10 km^(2);淹没土地类型包括农用地、建成区和裸地等,其中淹没情况最严重的是农用地,淹没面积达到278.95 km^(2)。 展开更多

关键词 洪涝监测 水体提取 Sentinel-1卫星合成孔径雷达(SAR)影像 巢湖 灾后评估

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