4月9日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院發(fā)布了一項原創(chuàng)性研究成果——合成孔徑雷達(dá)微波視覺三維成像理論方法。該技術(shù)通過引入雷達(dá)回波與圖像中的微波視覺三維語義，開創(chuàng)了一種全新的合成孔徑雷達(dá)三維成像技術(shù)路徑。相比傳統(tǒng)方法，它大幅減少了三維成像所需的數(shù)據(jù)采集量，同時提升了成像精度，實現(xiàn)了高效能、低成本的合成孔徑雷達(dá)三維成像，為遙感測繪、災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域提供了更有力的技術(shù)支撐。
合成孔徑雷達(dá)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的影響，具有全天時、全天候優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的二維成像相比，合成孔徑雷達(dá)三維成像能有效解決地形和目標(biāo)投影至二維圖像的混疊問題，大幅提升識別精度和建模能力，已成為該領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。
基于合成孔徑雷達(dá)微波視覺三維成像原創(chuàng)理論方法，研究團隊成功研制合成孔徑雷達(dá)微波視覺三維成像處理原型系統(tǒng)。該系統(tǒng)打破了現(xiàn)有合成孔徑雷達(dá)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(shù)框架，通過“微波視覺”智能處理方法，可自動識別建筑等目標(biāo)的三維幾何結(jié)構(gòu)特征并建立初步的結(jié)構(gòu)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(xué)習(xí)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合成孔徑雷達(dá)和星載合成孔徑雷達(dá)的地面處理系統(tǒng)，為開展西部多云多霧的復(fù)雜山區(qū)、城市區(qū)域的高精度地形和重要設(shè)施測繪提供了有力支撐。特別是，該系統(tǒng)已推廣應(yīng)用至航空冰雷達(dá)冰川透視三維成像，首次實現(xiàn)了祁連山脈等區(qū)域復(fù)式山谷冰川冰厚測量。
此外，該研究團隊還研制了一套微波視覺三維合成孔徑雷達(dá)設(shè)備，并開展數(shù)據(jù)獲取和技術(shù)驗證。這是一套小型化無人機載全極化陣列干涉合成孔徑雷達(dá)設(shè)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。
△微波視覺三維SAR設(shè)備
基于微波視覺三維合成孔徑雷達(dá)設(shè)備，研究團隊構(gòu)建和發(fā)布了合成孔徑雷達(dá)微波視覺三維成像數(shù)據(jù)集，為首個國產(chǎn)合成孔徑雷達(dá)三維成像數(shù)據(jù)集，有效緩解了當(dāng)前合成孔徑雷達(dá)三維成像數(shù)據(jù)集稀缺的現(xiàn)狀，得到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。在《雷達(dá)學(xué)報》網(wǎng)站上，至今累計有200多個機構(gòu)、共11000余次下載，有力促進了合成孔徑雷達(dá)三維成像及相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。
△單極化SAR微波視覺三維成像數(shù)據(jù)
△全極化SAR微波視覺三維成像數(shù)據(jù)
項目負(fù)責(zé)人、中國科學(xué)院院士丁赤飚介紹，項目牽引了合成孔徑雷達(dá)成像處理的“微波視覺”智能化發(fā)展方向，相關(guān)成果可大幅降低三維成像合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)的復(fù)雜度和數(shù)據(jù)獲取的時間成本，對提升我國現(xiàn)有合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)用效能和發(fā)展新一代三維合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)具有重要意義。
（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉）
