本书首先阐述城市目标高分辨率SAR图像特征形成机理，介绍可辅助SAR图像理解和信息提取的城市目标/场景高分辨率SAR图像模拟器，以及近年来作者团队发展的城市目标提取算法、高分辨率SAR图像自动理解方法，最后介绍国内外首个具有应用推广意义的城市目标/场景高分辨率SAR图像解译标志库。
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序
前言
第1章 城市雷达遥感的意义和现状 1
1.1 城市雷达遥感的意义 1
1.2 建筑物目标SAR监测研究进展 3
1.2.1 建筑物目标散射机理及SAR图像理解 3
1.2.2 高分辨率SAR图像建筑物目标提取与三维重建 4
1.3 道路目标SAR图像提取研究进展 7
1.3.1 SAR图像道路局部检测 7
1.3.2 SAR图像道路全局连接 10
参考文献 12
第2章 城市目标高分辨率SAR图像特征 17
2.1 城市高分辨率SAR图像特点 17
2.2 建筑物目标高分辨率SAR图像特点 19
2.3 建筑物目标SAR图像几何畸变特征 21
2.4 建筑物目标的特殊散射及分析 25
2.4.1 二次散射及多次散射 25
2.4.2 散射中心模型 28
2.5 道路目标高分辨率SAR图像特点 30
参考文献 33
第3章 建筑物目标SAR图像散射特征形成机理分析 34
3.1 建筑物目标SAR图像尺度特征分析 36
3.1.1 距离向尺度特性分析 36
3.1.2 方位向尺度特性分析 37
3.1.3 距离向和方位向尺度特性综合分析 38
3.2 基于距离向剖面分析的散射特征定量关系模型 38
3.2.1 平顶建筑物 39
3.2.2 尖顶建筑物 43
3.3 建筑物目标SAR图像散射特征方位敏感性分析 49
3.3.1 建筑物目标散射特征基元与分解合成方法 49
3.3.2 方位角对建筑物目标散射特征基元的影响 51
3.3.3 建筑物目标散射特征基元模拟计算 55
3.4 遮挡效应对建筑物目标SAR图像散射特征的影响 57
3.4.1 建筑物目标叠掩阴影干扰分析 57
3.4.2 墙地二次散射遮挡分析 59
参考文献 62
第4章 建筑物目标高分辨率SAR图像模拟 63
4.1 SAR图像模拟方法综述 64
4.2 SAR模拟系统构建 66
4.2.1 SAR成像几何模型 66
4.2.2 目标/场景三维模型 67
4.2.3 目标散射模型 68
4.3 回波信号模拟 69
4.3.1 模拟系统参数初始化 70
4.3.2 射线追踪电磁波与目标/场景相互作用 71
4.3.3 回波信号属性计算 73
4.4 模拟图像生成与散射机制分析 75
4.4.1 二维模拟SAR图像生成 75
4.4.2 散射单元直方图 77
4.4.3 散射中心定位及散射贡献来源分析 78
4.4.4 模拟分析示例 80
4.5 基于SAR图像模拟的SAR图像理解 91
4.5.1 模拟SAR图像与真实SAR图像配准 91
4.5.2 图像特征匹配分析与标注 93
4.6 基于SAR图像模拟和迭代匹配的建筑物高度反演 100
参考文献 103
第5章 高分辨率SAR图像预处理方法 105
5.1 SAR图像滤波 105
5.1.1 传统滤波方法 106
5.1.2 基于局部统计特性的自适应滤波算法 106
5.1.3 图像滤波效果评价指标 109
5.1.4 实验结果与分析 109
5.2 恒虚警率阈值分割算法 111
5.2.1 目标模型 112
5.2.2 杂波模型 112
5.2.3 CFAR的检测原理 112
5.2.4 概率分布函数选择 113
5.2.5 CFAR分割结果及分析 119
5.3 K-means聚类及改进方法 121
5.3.1 K-means聚类算法 121
5.3.2 K-means聚类改进算法 122
5.4 基于Gabor纹理特征和FCM的SAR图像建筑物分割 124
5.4.1 基于Gabor滤波的纹理特征提取 124
5.4.2 FCM聚类与SAR图像分割 125
5.5 基于马尔可夫随机场的分割 127
5.6 基于离散隐马尔可夫模型的分类 133
5.6.1 隐马尔可夫模型 133
5.6.2 HMM分类算法的实现 140
参考文献 144
第6章 高分辨率SAR图像建筑物目标提取与参数反演 145
6.1 墙地二次散射特征结构中心线提取方法 145
6.1.1 基于形态学细化的骨架提取 146
6.1.2 骨架跟踪算法 147
6.1.3 建筑物最小外接矩形提取 147
6.1.4 基于最小二乘的直线提取 148
6.1.5 实验结果与分析 148
6.2 基于二次散射特征的建筑物几何参数反演 150
6.2.1 建筑物目标二次散射的特点 150
6.2.2 二次散射中心距离徙动机制 151
6.2.3 考虑二次散射中心距离徙动的建筑物参数反演 161
6.3 基于几何模型匹配的SAR图像建筑物高度反演方法 165
6.3.1 建筑物SAR成像特征几何模型构建 166
6.3.2 基于模型匹配的建筑物高度反演方法 168
6.3.3 实验结果与分析 174
6.4 双视向SAR图像建筑物目标参数提取方法 178
6.4.1 配准方法综述 179
6.4.2 城区高分辨率SAR图像手动配准 179
6.4.3 基于Hausdorff距离的城区高分辨率SAR图像配准方法 186
6.4.4 基于D-S融合的双视向SAR图像建筑物提取 194
6.4.5 基于强散射特征模型的双视向SAR图像建筑物高度反演 205
参考文献 211
第7章 高分辨率SAR图像道路提取方法研究 214
7.1 SAR图像道路基元提取方法 214
7.1.1 SAR图像线状道路基元提取 214
7.1.2 SAR图像带状道路基元提取 219
7.2 基于模糊连接度的道路基元分割方法 221
7.2.1 模糊连接度理论 222
7.2.2 结合FCM分割和ROEWA自动提取种子点 222
7.2.3 考虑边缘特征的模糊连接度种子点扩展 223
7.2.4 实验结果与分析 225
7.3 结合张量投票和Snakes模型的道路半自动提取 229
7.3.1 基于Snakes模型的道路半自动提取 229
7.3.2 利用张量投票算法定义Snakes模型外部能量 231
7.3.3 实验结果与分析 235
7.4 基于MRF模型的道路网自动提取 239
7.4.1 道路线特征提取 239
7.4.2 基于线特征的MRF模型构建 242
7.4.3 MRF模型能量函数的建立 244
7.4.4 模拟退火法搜索最优道路标记 246
7.4.5 实验结果与分析 248
参考文献 251
第8章 建筑物目标SAR图像自动理解 253
8.1 先验知识模型构建 254
8.2 基于均值漂移和区域合并的高亮区域提取 257
8.2.1 均值漂移的思想 257
8.2.2 均值漂移图像分割方法 258
8.2.3 分割后区域合并 260
8.2.4 图像分割结果 262
8.3 候选建筑物目标确定 265
8.3.1 初始平行四边形主对角线的确定 265
8.3.2 平行四边形相似性判定 267
8.4 建筑物三维重建方法 270
8.4.1 主墙面图像初始范围的确定 271
8.4.2 主墙面图像区域的优化 273
8.4.3 建筑物宽度提取及三维重建 274
8.4.4 三维重建结果和分析 275
8.5 图像标注与理解 277
参考文献 279
第9章 城市目标与场景高分辨率SAR图像解译标志库 281
9.1 知识库与解译标志库简介 281
9.2 住宅用地 283
9.2.1 高层居民楼 283
9.2.2 低层居民楼 286
9.2.3 高层居民区 287
9.2.4 低层居民区 291
9.3 商服用地 294
9.3.1 商务区 294
9.3.2 办公区 301
9.4 工业用地 305
9.4.1 厂房仓库 305
9.4.2 污水处理厂 307
9.4.3 天然气罐 309
9.4.4 工业区 310
9.5 公共设施用地 311
9.5.1 公共服务区 311
9.5.2 高速公路 316
9.5.3 主干道 317
9.5.4 普通公路 319
9.5.5 人行天桥 319
9.5.6 水桥 321
9.5.7 公路桥 322
9.5.8 立交桥 324
9.5.9 铁路及火车 324
9.5.10 港口码头 325
9.5.11 机场 326
9.5.12 通信电力塔 327
9.6 工商综合体 327
9.7 城镇或建成区混合体 328
9.8 其他城镇或建成区 328
参考文献 329
彩图
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