【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】4月9日，在國家自然科學(xué)基金委員會信息科學(xué)部重大項目“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”項目結(jié)題審查會上，中國科學(xué)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(dá)(SAR)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)了全新的SAR三維成像技術(shù)路徑。相比傳統(tǒng)方法，這一技術(shù)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(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域提供了更有力的技術(shù)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(shù)體制主要依賴孔徑擴展以獲得第三維信息，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)雜等，制約了SAR三維成像的應(yīng)用和推廣。
 

　　“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”重大項目于2020年1月啟動，由空天院牽頭，聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)、中國科學(xué)院自動化研究所、北京大學(xué)、北京市遙感信息研究所等單位開展。項目研究目標(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)展我國新一代三維SAR系統(tǒng)、提升我國SAR系統(tǒng)應(yīng)用效能奠定理論方法基礎(chǔ)。
 

　　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(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。
 

　　同時，該團隊研制出一套微波視覺三維SAR設(shè)備(MV3DSAR)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。
 

　　基于上述微波視覺三維SAR設(shè)備，該團隊構(gòu)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(dāng)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(guān)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)