【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】4月9日，在國家自然科學基金委員會信息科學部重大項目“合成孔徑雷達微波視覺三維成像理論與應用基礎研究”項目結題審查會上，中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院發(fā)布了原創(chuàng)性研究成果合成孔徑雷達(SAR)微波視覺三維成像理論方法。該技術通過引入雷達回波與圖像中的微波視覺三維語義，開創(chuàng)了全新的SAR三維成像技術路徑。相比傳統(tǒng)方法，這一技術大幅減少了三維成像所需的數(shù)據(jù)采集量，提升了成像精度，實現(xiàn)了高效能、低成本的SAR三維成像，為遙感測繪和災害監(jiān)測等領域提供了更有力的技術支撐。
 

　　SAR是高分辨率對地觀測的重要手段之一，不受天氣和光照因素影響，具有全天時、全天候優(yōu)勢。然而，此前國內(nèi)外采用的SAR三維成像技術體制主要依賴孔徑擴展以獲得第三維信息，導致數(shù)據(jù)采集周期過長或觀測通道多、硬件系統(tǒng)復雜等，制約了SAR三維成像的應用和推廣。
 

　　“合成孔徑雷達微波視覺三維成像理論與應用基礎研究”重大項目于2020年1月啟動，由空天院牽頭，聯(lián)合復旦大學、中國科學院自動化研究所、北京大學、北京市遙感信息研究所等單位開展。項目研究目標是建立SAR微波視覺三維成像新理論、新方法、新技術，降低三維成像SAR系統(tǒng)的復雜度，為發(fā)展我國新一代三維SAR系統(tǒng)、提升我國SAR系統(tǒng)應用效能奠定理論方法基礎。
 

　　基于SAR微波視覺三維成像原創(chuàng)理論方法，科研團隊研制出SAR微波視覺三維成像處理原型系統(tǒng)。該系統(tǒng)打破了現(xiàn)有SAR三維成像處理依賴大量觀測且需要較多人工處理的傳統(tǒng)技術框架，通過“微波視覺”智能處理方法，可自動識別建筑等目標的三維幾何結構特征并建立初步的結構模型作為約束；通過微波視覺三維語義和成像物理模型雙重約束下的深度學習和迭代式精化求解，將三維成像所需的觀測數(shù)量減少50%以上，同等條件下點云高程精度提升30%以上。目前，該系統(tǒng)已成功試用于我國機載SAR和星載SAR的地面處理系統(tǒng)，為開展西部多云多霧的復雜山區(qū)、城市區(qū)域的高精度地形和重要設施測繪提供了有力支撐。特別是，該系統(tǒng)已推廣應用至航空冰雷達冰川透視三維成像，首次實現(xiàn)了祁連山脈等區(qū)域復式山谷冰川冰厚測量。
 

　　同時，該團隊研制出一套微波視覺三維SAR設備(MV3DSAR)并開展數(shù)據(jù)獲取和技術驗證。這是一套小型化無人機載全極化陣列干涉SAR設備，具有全極化陣列干涉、高通道幅相一致性、基線可靈活配置等特點。
 

　　基于上述微波視覺三維SAR設備，該團隊構建和發(fā)布了SAR微波視覺三維成像數(shù)據(jù)集(SARMV3D數(shù)據(jù)集)。這一數(shù)據(jù)集是首個國產(chǎn)SAR三維成像數(shù)據(jù)集，有效緩解了當前SAR三維成像數(shù)據(jù)集的稀缺現(xiàn)狀，得到國內(nèi)外廣泛關注。
 

　　a、單極化SAR三維成像數(shù)據(jù)              b、全極化SAR三維成像數(shù)據(jù)
 

　　SAR微波視覺三維成像數(shù)據(jù)