通道剪枝与知识蒸馏相结合的轻量化SAR目标检测

轻量化SAR目标检测方法对快速检测SAR影像中的地物目标具有重要意义。针对轻量化检测方法精度不高的问题,设计了一种通道剪枝与知识蒸馏相结合的轻量化SAR目标检测方法。该方法通过对复杂网络中批归一化层的缩放因子γ进行稀疏化训练,判别对应特征通道的重要程度,进而裁剪次要通道,并在微调训练后将其作为教师网络,构造知识蒸馏框架指导轻量模型训练,提高轻量模型的检测精度。采用YOLOv5-6.1算法搭建了检测框架,并在重组的MSAR和SSDD多类目标数据集上进行了训练和检测试验,结果表明该方法能够在保持模型体积仅3.73 MB的轻量化条件下,提升SAR目标检测精度,验证了本文方法的有效性。

基于修正电磁散射系数的距离频域脉冲相干法SAR回波仿真

针对传统合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)回波仿真方法无法同时满足仿真精度高、速度快的缺点,设计了一种利用距离历程修正电磁散射系数的距离频域脉冲相干法(Range Frequency Domain Pulse Coherence,RFPC)目标回波仿真方案。该方案在离散方位采样点处采用物理光学法计算关于目标电磁散射特性的二维电磁散射系数,利用天线相位中心与目标间的距离历程修正电磁散射系数的相位,根据脉冲信号3 dB波束宽度修正电磁散射系数的幅度,利用RFPC在距离频域进行目标电磁散射系数与SAR发射信号的乘积处理,获取目标的二维回波信号,采用RD成像算法进行成像处理得到目标的SAR仿真图像。利用该方案分别对金属球和舰船模型进行了回波仿真试验,并与RaySAR的仿真结果进行对比,验证了该方案的精确性与高效性。

融合不同平台SAR数据的时序二维形变反演方法

由于SAR卫星成像几何限制,InSAR技术只能得到雷达视线向一维形变信息,本文提出了一种融合不同平台SAR数据的时序二维形变反演方法。该方法在得到单平台时序形变信息的基础上,分别对各形变序列进行时间域和空间域的配准,实现观测量之间的精确对应,随后依据空间关系构建方程得到时序二维形变信息。以上海浦东国际机场为研究区,利用10景TerraSAR数据和21景Sentinel-1数据得到了其垂直方向与东西方向的时序形变信息。结果表明,浦东机场沉降区主要集中在东部区域和沿海堤坝区,同时沿海堤坝区伴随着东向形变的发生,验证了本文方法的可行性和有效性。

多策略ATLAS数据优选与影像匹配相结合的SAR高程控制点提取

为了精化星载SAR影像几何参数并提高立体定位精度,借鉴星载激光测高数据光学遥感影像高程控制点提取思路,设计了一种多策略高级地形激光测高系统(ATLAS)数据优选与影像匹配相结合的SAR高程控制点提取方法。该方法采用非夜间观测光子滤除、高置信度光子选取、SRTM DEM辅助的粗差剔除、大偏心率椭圆滤波核平坦区域光子筛选等多种策略,从ATLAS数据ATL03级产品中提取高质量、平坦区域的激光高程点,再依据SRTM DEM对斜距SAR影像进行地理编码,按激光高程点的平面坐标选取局部谷歌地球影像作为足印影像,采用秩自相似描述子进行足印影像与SAR地理编码影像的匹配,得到与激光高程点对应的SAR影像像点坐标,从而提取SAR高程控制点。采用中国登封市、日本横须贺市两个区域的ATLAS数据进行了高分三号SAR高程控制点提取实验,利用提取的高程控制点进行SAR影像几何参数精化,大幅提升了立体定位精度,验证了该文高程控制点提取方法的可行性和有效性。

基于区域网平差的InSAR基线估计方法

为有效减少大面积、多套干涉数据基线估计所需的地面控制点数量、降低接边处反演高程的差异,提出考虑干涉相位偏置的InSAR区域网平差基线估计方法。采用中国科学院电子学研究所机载InSAR系统获取的多套干涉数据进行了区域网平差基线估计试验,利用少量地面控制点完成了各套干涉数据的基线估计,减小接边处反演高程的差异,验证该基线估计方法的有效性。

一种机载双天线InSAR干涉参数定标新方法

干涉参数定标对于机载双天线InSAR系统的大面积高精度数字高程模型获取具有重要意义。为了高效地进行干涉参数定标,从双天线InSAR获取DEM的基本原理出发,构建一种考虑干涉相位偏置、基线长度和基线水平角三个参数的定标新模型,设计该定标模型的未知参数解算方案。利用GPS实测的高程控制点对中国科学院电子学研究所自主研制的机载双天线InSAR系统进行了干涉参数定标实验,统计利用定标后干涉参数反演地面高程的误差,验证该干涉参数定标模型及解算方案。

InSAR干涉图的矢量分离式小波滤波

提出了一种新的InSAR干涉图滤波方法,并提出采用滤波前后干涉相位的均方差来进行滤波精度评价的策略。对不同类型的多幅干涉图进行了滤波实验,结果表明,本文滤波方法效果较好,精度较高。

INSAR干涉图的零中频矢量滤波算法

提出一合成孔径雷达干涉测量干涉图的滤波方法。该方法引入无线电技术中的零中频技术,将干涉图由高的中心频率变为零中频信号,再将信号分解至矢量空间中的两路正交信号,得到正弦支路信号和余弦支路信号,并分别进行低通滤波处理,最后根据滤波后的两路正交信号计算出滤波后的零中频干涉图,并恢复干涉图的原始频率,得到原始干涉图的滤波结果。实验结果表明:该方法滤波效果较好,能够解决干涉图条纹密集时滤波处理困难、效果较差的问题。

多波段InSAR差分滤波相位解缠方法

依据干涉图零中频矢量滤波经验,设计了多波段InSAR干涉图的差分滤波相位解缠方法。该方法将较短波长干涉图与较长波长干涉图的解缠结果进行差分处理,以降低干涉条纹频率,提高滤波效果和相位解缠性能,从而以较长波长干涉图的解缠结果指导较短波长干涉图的相位解缠。充分利用不同波段干涉图之间的互补相位信息,提高相位解缠的可靠性和解缠精度。采用由DEM仿真的多波段干涉图进行了相位解缠试验,得到了满意的解缠结果,验证了该解缠方法的有效性。

多波段InSAR的CRT相位解缠方法

对于InSAR系统,当波长较长时,干涉图条纹频率较低,相位解缠容易,但反演的高程精度较低;而当波长较短时,干涉图条纹频率较高,相位解缠困难,但反演的高程精度较高.为了充分利用多波段InSAR干涉相位之间的互补信息,设计了利用中国余数定理的多波段InSAR相位解缠方法,采用由DEM仿真的多波段干涉图进行了相位解缠实验,得到了理想的解缠结果,成功解决了因地形起伏较大或基线较长而引起的干涉相位欠采样处的相位解缠难题.

机载双天线干涉SAR图像的自动匹配

主、辅图像的高精度匹配是雷达干涉测量处理中的一个关键步骤。本文介绍了机载双天线干涉SAR图像的一种匹配方法。该方法针对SAR强度图,采用相关系数法进行像元级匹配、最小二乘法进行子像元级匹配、二次多项式模型作为匹配模型,并考虑双向匹配等策略实现了自动、快速、高精度的匹配。实验中,采用中科院电子所机载双天线干涉SAR系统获取的干涉数据进行了匹配,得到了理想的匹配结果。

利用平地干涉相位进行INSAR初始基线估计

INSAR技术是最有潜力获取高精度DEM的手段之一。在其关键技术中,基线估计是影响最终DEM精度的一个关键因素。通常,较小的基线估计误差将会导致获取的DEM中存在较大的斜坡效应。但是,对于境外等难以获取地面控制点的区域,很难精确地估计出基线参数,从而使获取的DEM误差很大。针对这种情况,从INSAR的基本原理入手,提出了一种新的利用平地干涉相位进行初始基线估计的方法。利用1994年美国NASA航天飞机SIR-C/X-SAR数据和中国科学院电子所机载双天线干涉数据进行了实验,结果表明:该方法适用于无控制地区的基线估计,它无需地面控制点,并且估计出的基线参数比较精确。

相同侧视方向异轨SAR图像差异化约束连接点提取

为了实现SAR图像区域网平差时连接点的自动稳健提取,面向相同侧视方向、近似平行轨道的异轨SAR图像,针对其方位向相对几何畸变较小、距离向相对几何畸变较大的特点,提出一种采用差异化约束的SAR图像连接点提取方法。该方法在构建SAR图像影像金字塔的基础上,采用增大方位向边长的长方形匹配窗口由金字塔顶层向下逐层进行相关系数匹配,利用方位向强约束、距离向弱约束的差异化随机采样一致性算法剔除误匹配点,并利用方位向全局双线性变换模型与距离向局部双线性变换模型进行下层金字塔影像的匹配点位预测。采用Envisat ASAR图像和国产机载SAR图像分别进行了连接点提取试验,验证了本文方法的有效性。

航天INSAR复影像对的自动快速匹配

针对航天INSAR主、辅影像数据的特点,提出了加大匹配窗口、加大锚点间隔的匹配策略,以提高匹配的可靠性和速度。在匹配过程中,综合利用轨道参数和强度影像金字塔进行粗匹配,并对强度影像采用相关系数与最小二乘相结合的双向匹配方案,实现了自动、快速、高可靠性和高精度的航天INSAR复影像匹配。最后总结了航天INSAR复影像匹配的特点。

INSAR干涉图的滤波方法

介绍了INSAR干涉图的多视滤波、矢量滤波等现有的空间域滤波方法,提出了频谱加权的频率域滤波方法。该方法需要将干涉图中的干涉相位映射为单位矢量,并进行FFT变换,得到其频谱,然后采用幂函数、正弦函数或者指数函数等对频谱进行加权处理,从而抑制噪声的频率成分,最后再将加权处理后的频谱变换到空间域,计算干涉相位,得到原始干涉图的滤波结果。采用不同数据源获取的干涉图进行了矢量滤波和频谱加权滤波实验。结果表明:矢量滤波的相位保持能力较好,但是对于较差质量处和条纹密集处的干涉图滤波效果较差;频谱加权滤波属于频率域非线性滤波,它的相位保持能力较差,但是它属于全局滤波方法,能够使条纹质量较差的局部区域恢复出清晰的干涉条纹,甚至可以使没有条纹的局部区域出现清晰条纹。在滤波时要根据干涉图的实际情况和滤波精度要求选择合适的滤波器。

INSAR干涉图的相位解模糊处理

在INSAR处理技术中,相位解模糊非常困难,仍然是影响INSAR应用的一大瓶颈。考虑到优秀的干涉图滤波能使相位解模糊变得容易,提出了一种新的相位解模糊方案首先采用矢量滤波方法对干涉图进行较好效果的滤波处理,然后采用基于相干图(或伪相干图)的区域生长方法进行相位解模糊。实验采用了美国SIR-C数据和欧空局ERS-1/2数据,结果表明干涉图的矢量滤波和基于相干图(或伪相干图)的区域生长方法的综合利用可以成功进行相位解模糊。

基于STFT的INSAR干涉图自适应零中频矢量滤波

提出了一种基于短时傅立叶变换的合成孔径雷达干涉图自适应零中频矢量滤波方法。该方法将干涉图映射至矢量空间,并采用短时傅立叶变换进行局域频谱分析,统计得到各局域的中心频率;然后频率自适应地建立参考干涉图序列,并将原始干涉图与参考干涉图序列进行差分处理,得到零中频干涉图序列;最后对零中频干涉图序列进行矢量滤波,由滤波后的零中频干涉图序列和参考干涉图序列得到原始干涉图的滤波结果。实验结果表明:该方法能够解决干涉条纹密集、干涉条纹频率变化较大处滤波效果差的问题。

母猪本交与人工授精生产效果的比较

[目的]探讨猪人工授精技术的实用性。[方法]通过测定母猪情期受胎率、受胎母猪分娩率和平均窝产活仔数等生产指标,比较本交与人工授精2种配种方式的生产效果。[结果]采用人工授精共配种母猪323头次,其母猪情期受胎率为84.2%,受胎母猪分娩率为90.8%,平均窝产活仔数10.3头;对照组本交共配种母猪156头次,其母猪情期受胎率82.7%,受胎母猪分娩率91.0%,平均窝产活仔数10.2头。2种配种方式的生产效果无明显差异。[结论]人工授精技术的生产水平已达到或超过猪场本交配种水平。

InSAR地形测绘若干问题研究

目前，我国已经把InSAR技术作为完成西部测图任务的重要技术手段之一，为了解决影响InSAR应用的技术瓶颈问题，促进InSAR技术的实用化，把InSAR技术应用于实际测绘生产之中，本文对InSAR相位解缠、干涉参数定标、解缠相位到高程转换、InSAR测绘作业流程及SAR影像制图等技术进行了研究；为了促进InSAR技术的进一步发展，

基于瞬时频率估计的InSAR相位解缠

相位解缠是InSAR处理的关键步骤,解缠结果的可靠性和稳定性影响着InSAR测量的性能。从干涉条纹频率与相位解缠结果之间的内在联系出发,推导了干涉条纹频率与干涉复数值之间的严密关系式,设计了基于瞬时频率估计的相位解缠方法,采用多套干涉数据获取的干涉图进行了相位解缠实验,验证了基于瞬时频率估计方法进行相位解缠的可行性。