合成開口レーダ画像からの断層抽出法に関する研究

合成孔径雷达图像层析提取方法研究

基本信息

批准号：
07751034
负责人：
小池克明
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

合成開口レーダ(SAR)は通常の衛星リモートセンシングよりも十万倍程度長い電磁波を利用しているので全天候型であり,断層を広範囲にわたって抽出できるという特長がある。そこで,(1)SAR画像処理システムの構築,および(2)断層抽出法の開発,の2点を本研究の目的とした。まず,IBM系のPCクラスを主体とし,大容量のハードディスクとRAMを搭載したシステムを構築することで,SAR画像の処理を可能とした。この処理には衛星の姿勢や軌道に関するパラメータが必要となるが,これらを適宜与えることで,地形が判別しやすく断層解析に適した画像が作成できるようになった。次に,断層と関連する線状の地形的特徴であるリニアメントのSAR画像からの抽出法を検討した。これを抽出するに当たっては,(I)可視域・赤外域のリモートセンシング画像に比べてスペックル(斑点)状のノイズが大きいこと,(II)衛星の軌道側に傾く斜面の方が反対側の斜面に比べてレーダの反射強度が大きいので明るいこと,に留意した。(I)に対しては,ノイズを軽減するロ-パスフィルターを開発し,これをリニアメントの抽出の前に画像に作用させた。(II)に対しては,コントラストの弱い領域からのリニアメントの抽出精度を向上させるために,局所的な領域における画像の輝度レベルの分散に注目し,これがしきい値以上になれば領域の中心点を保存するという手法を試みた。しきい値には対象領域の平均輝度レベルを重みとし,それが低い領域ほどしきい値を小さくする。さらに,しきい値処理によって保存された点を繋ぎ,リニアメントとなるように線分化する。ここにもしいき値操作と同様に,輝度レベルの低い領域ほど遠く離れた点同士ZZが繋がるように設定した。以上の手法を九州中部のJERS-1 SAR画像に適用した結果,SAR画像は地形の起伏を強調するために,高い精度で断層の分布状態を明らかにするリニアメントマップが得られることがわかった。

合成孔径雷达（SAR）使用的电磁波比常规卫星遥感长约100,000倍，使其全天候类型，并且具有能够在较大范围内提取故障的优势。因此，这项研究的两个目标是（1）构建SAR图像处理系统和（2）开发层析成像方法。首先，可以通过构建具有大容量硬盘和RAM的系统（主要是基于IBM的PC类）来处理SAR图像。此过程需要与卫星的态度和轨道有关的参数，但是通过适当地提供这些参数，现在可以轻松区分地形并创建适合层析成像分析的图像。接下来，我们研究了从SAR图像中提取线性的方法，即与故障相关的线性地形特征。在提取此内容时，我们注意到（i）类似斑点的噪声大于可见光和红外范围中遥感图像的噪声，以及（ii）朝向卫星的轨道侧倾斜的斜率更明亮，因为雷达反射强度大于相反的斜率。对于（i），开发了一个低通滤波器来减少噪声，并在提取线性之前将其应用于图像。对于（ii），我们试图提高从具有较弱的对比度的区域提取线性的准确性，重点关注当地图像的亮度水平的分散，如果这超过了阈值，我们将尝试保留该区域的中心点。阈值由感兴趣面积的平均亮度水平加权，区域越低，阈值越低。此外，保存点通过阈值处理连接，并分割为线性。与阈值操作相似，我们将点ZZ之间的距离设置为连接到较低的亮度水平。上述方法应用于中央九州中心的JERS-1 SAR图像，发现SAR图像可以提供线性图，该线性图以高精度揭示了故障的分布，以强调地形外观。