項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，相比傳統(tǒng)方法，他們本項(xiàng)原創(chuàng)成果大幅減少三維成像所需的數(shù)據(jù)采集量，同時(shí)提升成像精度，實(shí)現(xiàn)高效能、低成本的SAR三維成像，可為遙感測繪、災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域提供更有力的技術(shù)支撐。
聯(lián)合啟動(dòng)重大項(xiàng)目
中國科學(xué)院空天院介紹，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的影響，具有全天時(shí)、全天候優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的二維成像相比，SAR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)域重要發(fā)展方向。
然而，目前中外提出并研究的SAR三維成像技術(shù)體制主要依賴孔徑擴(kuò)展獲得第三維信息，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集周期過長或觀測通道多、硬件系統(tǒng)復(fù)雜，嚴(yán)重制約了SAR三維成像的實(shí)際應(yīng)用和推廣。
面向SAR三維成像技術(shù)發(fā)展的迫切需求，中國科學(xué)院空天院微波成像全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室牽頭聯(lián)合相關(guān)高校和科研院所，2020年1月啟動(dòng)“合成孔徑雷達(dá)微波視覺三維成像理論與應(yīng)用基礎(chǔ)研究”重大項(xiàng)目，目標(biāo)是建立 SAR微波視覺三維成像新理論、新方法、新技術(shù)，降低三維成像SAR系統(tǒng)的復(fù)雜度，為發(fā)展中國新一代三維SAR系統(tǒng)、提升中國SAR系統(tǒng)應(yīng)用效能奠定理論方法基礎(chǔ)。
全極化SAR三維成像數(shù)據(jù)。(中國科學(xué)院空天院 供圖)
基于SAR微波視覺三維成像原創(chuàng)理論方法，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成功研制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(shù)框架，通過“微波視覺”智能處理方法，可自動(dòng)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；通過相關(guān)專業(yè)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(diǎn)云高程精度提升30%以上。
成果中外廣泛關(guān)注
目前，SAR微波視覺三維成像處理原型系統(tǒng)已成功試用于中國機(jī)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(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(shí)現(xiàn)祁連山脈等區(qū)域復(fù)式山谷冰川冰厚測量。
此外，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還研制出一套微波視覺三維SAR設(shè)備，并開展數(shù)據(jù)獲取和技術(shù)驗(yàn)證。這是一套小型化無人機(jī)載全極化陣列干涉SAR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(diǎn)。業(yè)內(nèi)專家稱，目前國際上尚未見類似的小型全極化陣列干涉SAR系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性。
單極化SAR三維成像數(shù)據(jù)。(中國科學(xué)院空天院 供圖)
基于上述微波視覺三維SAR設(shè)備，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)構(gòu)建并發(fā)布SAR微波視覺三維成像數(shù)據(jù)集，成為首個(gè)國產(chǎn)SAR三維成像數(shù)據(jù)集，從而有效緩解了當(dāng)前SAR三維成像數(shù)據(jù)集稀缺的現(xiàn)狀，得到中外的廣泛關(guān)注。
其中，在《雷達(dá)學(xué)報(bào)》網(wǎng)站上，該數(shù)據(jù)集迄今累計(jì)已有200多個(gè)機(jī)構(gòu)共1.1萬余次下載，助力SAR三維成像及相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展。
