SAR遥感不同于光学遥感的特点使得其在特定场合的运用有着独特的上风和运用潜力。该体裁系先容了中国测绘科学研究院近10年来在雷达测图数据获取、处理系统培植和雷达测图关键技能研究等方面的代表性成果，包括机载多波段多极化SAR测图系统、X波段双天线极化干涉SAR系统、眇小型全极化MiniSAR系统等。针对机载SAR硬件系统的集成和测图软件系统开拓中的难点问题和关键技能问题以及创新成果进行了重点阐述，对成果的紧张运用进行了简要先容。该文是SAR测图课题组多年来研究成果一个别系总结，同时对SAR遥感测图技能今后的研发重点进行了展望。
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黄国满，程春泉， 赵争， 等． 机载ＳＡＲ 遥感测图技能及运用［Ｊ］． 测绘科学，２０１９，４４（６）：１０５-１１３．
正文
0弁言
微波遥感因其具有全天候、全天时的事情能力，能够实现实时动态监测，对一些物体及地表具有一定的穿透能力，这些优点使它在军事和民用上都发挥了主要浸染，微波遥感已成为当现代界上遥感界研究开拓运用的重点。我国幅员辽阔，存在大范围的多云雾测图困难地区，同时，我国又是磨难频发的国家，急迫须要适应云雾景象、能全天时事情的测图与快速应急相应装备。比较光学航空遥感系统受景象、光照影响较大，机载合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）测图系统以其反应迅速、能全天时全天候事情的特点，成为多云雾测绘困难地区测图和应急相应不可或缺的手段。如雅安地震磨难发生时，震后获取的光学影像虽为决策部门供应了主要的信息支持，但部分数据受到云的影响，不能实现地面灾情遥感数据的全覆盖，也势必影响到地面的受灾信息反响，而SAR系统不受云雾覆盖的影响，可以填补光学影像欠缺的主要灾情信息。
SAR具有几个明显的特色：全天候事情性能；分辨率高，所摄照片清晰；覆盖面历年夜，供应信息快；不易受滋扰；具有分辨地面固定和活动目标的能力。针对SAR测图能够穿云透雾不受景象影响的上风以及我国光学影像测图困难地区大比例尺测图需求，课题组在SAR测图领域进行了长期的探索和研究，取得了一些有特点的成果，开拓集成到软件和硬件中，形成了机载多波段多极化干涉SAR测图系统、X波段双天线极化干涉SAR系统、无人机载miniSAR测图系统，在我国云雾光学测图困难地区发挥了积极的浸染。
1 机载多波段多极化干涉SAR测图系统（CASMSAR）
1996—2011年，正值我国西部1∶50 000空缺区测图工程实行期间，光学立体卫星影像成为该项工程的紧张数据源，但一些区域因常年云雾、积雪缘故原由，光学影像难以胜任。研发机载SAR测图系统是当时面临的一项主要任务，经由4年的努力，课题组研发了海内首套机载多波段多极化干涉SAR测图系统（CASMSAR）。该系统由3大部分组成（图1）：机载多波段多极化干涉SAR数据获取系统、SAR测图事情站和机载SAR数据预处理与分发系统。
图1 机载多波段多极化干涉SAR测图系统
1.1 CASMSAR数据获取系统
具有我国自主知识产权的机载多波段多极化干涉SAR测图数据获取系统的成功研制，补充了海内空缺，整体性能达到国际同类前辈水平，冲破了发达国家对我国的技能壁垒。该系统具有从万米高空穿透云雾、全天时全天候获取0.5~5 m分辨率的多波段（X和P波段）、多极化（HH、HV、VH和VV）干涉与立体SAR数据的能力，办理了我国云雾、冰雪覆盖区域的测图数据获取难题，实现1∶5 000～1∶50 000比例尺测绘[1]。紧张技能上风表现在：
1）高精度运动补偿和大偏流角成像与干涉技能：办理了X波段无稳定平台长干涉基线处理、保相的双通道运动补偿及P波段高精度大孔径运动补偿等关键技能，确保了高质量成像；打破了大偏流角条件下成像和干涉的难题，使偏流角容许值由常规的3°提高至10°[2]，航线偏离从200 m降落至80 m，实现了飞控导航系统与两部SAR传感器、定位定向系统（position and orientation system，POS）系统的高效集成。与海内类似系统比较，干涉天线从需稳定平台发展至无需稳定平台，基线长度从0.5 m提高至2.2 m，高程精度提高4倍。
2）多传感器时空同步高效集成技能：基于秒脉冲和事宜触发技能办理双波段雷达与POS的时空同步问题，实现了飞控导航系统与X波段干涉SAR传感器、P波段极化SAR传感器、POS系统的高效集成，保障了在单次翱翔中同步、可靠地获取高精度的干涉和极化SAR数据[3]。
3）智能导航翱翔掌握技能：研制了一体化的智能导航和掌握系统，实现了灵巧机动的航线管理、平稳的航线掌握和精确的雷达操作，在载机没有铰链惯导系统的条件下，使航线偏离偏差由以往200 m降落至80 m，担保了SAR传感器高精度的成像质量[3]。
机载多波段多极化干涉SAR数据获取系统以其多波段、多极化、干涉+立体、高精度、宽测绘带和业务化的技能特点成为SAR遥感数据快速获取的高端装备，是海内首个知足1∶5 000～1∶50 000比例尺测图精度的机载SAR业务化运行系统，达到了同期机载SAR测图系统的国际前辈水平。
1.2 CASMSAR测图事情站
占领了繁芜地形区域高精度测图等系列核心技能，研发了针对地理信息产品生产的SAR测图事情站，实现了SAR干涉和立体测图、极化分类、信息提取和解译及SAR定量参数反演等功能，实现了立体环境下基于网络化分布式协同的全要素矢量采编一体化的事情模式，可生产1∶5 000～1∶50 000比例尺的数字线划图（digital line graph, DLG）、数字高程模型（digital elevation model, DEM）、数字正射影像（digital orthophoto map, DOM）、地表覆盖图（land cover map, LC）等测绘产品[1]，是国内外唯一能够综合利用极化、干涉、立体SAR技能实现测图与解译的SAR数据处理与剖析系统，性能达到了国际领先水平。技能上风表现在：
1）繁芜地形区域高精度DEM提取技能。提出了外部DEM赞助的精化干涉处理、视差编辑赞助的立体SAR提取DEM、多源数据领悟的DEM制作等技能，有效办理了繁芜地形引起的失落相关和误匹配问题[3-5]。
2）无遮挡、无叠掩的SAR正射影像图制作技能。提出了基于差分环球定位系统（global positioning system，GPS）和姿态丈量数据及稀少掌握点的正射纠正方法、以及运用多方向、多种极化办法的SAR影像领悟制作彩色DOM的技能，有效地办理了叠掩阴影导致的信息缺失落问题[6-7]。
3）多侧视模型互补的SAR立体测图与解译技能。提出了基于几何变换、影像仿照和影像坐标映射三种SAR立体模型制作方法，实现多侧视模型互补的SAR立体测图，办理SAR多立体模型的快速加载与切换等系列快速测图问题[8]。
4）稀少掌握点SAR影像目标定位技能。以严密构像模型为根本，构建了SAR影像不雅观测值的偏差方程，并与机载POS、卫星轨道、姿态等多源数据联合平差，实现稀少掌握点SAR影像的区域网平差与目标对地定位[9-10]。
SAR测图事情站综合利用极化、干涉、立体SAR技能实现测图的软件系统，与GAMMA、Earthview和 InSAR等国外有名软件比较，整体达到国际领先水平。首次提出了外部DEM赞助下精化干涉处理、视差编辑赞助的立体SAR提取DEM、多侧视模型互补的SAR立体测图、无遮挡无叠掩的SAR正射影像图制作、多源数据领悟的DEM制作、网络协同SAR立体智能解译、多波段/多极化SAR图像分类等多项创新性的核心技能。与国内外有名SAR遥感软件比较，SAR测图事情站功能全面，并增加了雷达干涉/立体提取DEM、DEM精化、多方向的DOM/DEM领悟和SAR立体环境下矢量采集与编辑等高效、实用的特色功能。实现了网络化分布式协同事情模式，作业效率提高了30%以上；支持机载和星载SAR数据联合处理[3]。
1.3 CASMSAR系统的运用
提出了繁芜地形区域SAR测图的技能方案、工艺流程，首次制订了我国的SAR测图工艺流程和行业标准，形成了SAR测图技能体系，为利用SAR技能制作DEM、DOM、DLG、LC等系列测图产品供应了整体办理方案，促进了SAR规模化测图的发展，辅导完成了西部测图工程横断山脉区域测图任务，为西部测图工程的顺利完成供应了有力的技能支撑保障。通过大量生产实践，首次详细地设计了各工序的技能和方法，设置了各环节质量掌握标准，保障了家当化运行。
1）技能方案与工艺流程。综合考虑测区地形条件、植被分布、云雾和冰雪覆盖情形，设计了SAR影像掌握丈量方案、SAR影像调绘方案、SAR内业测图方案，SAR地表覆盖数据制作方案等。形成了SAR影像调绘、SAR区域网加密、DEM/DOM/DLG/LC制作等工艺流程，办理了因我国西部地区自然地理环境困难、景象条件繁芜带来的系列测图难题。
2）行业标准。制订了1∶50 000地形图合成孔径雷达航空拍照技能规定、1∶50 000地形图合成孔径雷达航空拍照丈量技能规定、1∶50 000地形图合成孔径雷达航天拍照丈量技能规定，提出了SAR测图生产各个环节的质量掌握方法，促进了家当化运用。
3）在海内建立了SAR测图家当化运行体系。本项目联合建立了企业化运行的机载SAR数据获取军队与机制，构建了高性能集群化的快速预处理与灵巧的数据分发系统，形成了产学研用相结合的SAR遥感测图与应急相应家当链。在陕西、黑龙江、四川和重庆分别建立了SAR数据生产作业基地，装备SAR测图事情站100余套，形成了SAR测图的规模化、家当化生产能力，纳入到国家根本测绘体系。
CASMSAR在陕西、黑龙江、四川、重庆、云南和解放军某部等测绘部门利用，完成了横断山脉22万km2SAR测图生产任务和地皮调查事情。在海岛礁测绘工程中，作为唯一中标的SAR测图平台装备利用。详细包括2010年SAR航摄数据获取横断山脉区域约11万km2；西安秦岭区域SAR数据约1 200 km2；获取玉树地震区域SAR数据约2 000 km2；2011年西部测图工程横断山脉区域约20万km2，合计502幅图，包括1∶50 000 DOM、DEM、DLG制作。西安秦岭区域SAR测图约1 200 km2。2012年若尔盖湿地SAR航摄数据获取：约1.26万km2；若尔盖湿地SAR测图，合计504幅图，包括1∶10 000 DOM、DEM、DLG制作；927海岛礁测绘SAR测图软件系统。CASMSAR先后为汶川地震灾情信息评估、玉树地震灾情信息获取及评估、海南灾情信息评估等供应了应急保障做事[11-12]。同时，CASMSAR已经在马来西亚理工大学、国防科技大学、中南大学、都城师范大学等国内外多家科研与教诲机构得到了广泛运用。CASMSAR自投入运用以来，已直接应用于西部测图工程、927工程、重大自然磨难快速应急相应、传授教化与科研。
2 X波段双天线极化干涉SAR系统
该项目的实行期为2011—2016年。当时海内已研发成功多套极化/干涉/极化干涉SAR传感器，并成功实现了SAR传感器载荷与翱翔平台的集成，已基本节制航空航天SAR遥感数据获取关键技能。但是，由于缺少对SAR成像机理的深刻认识，缺少高效的SAR影像精确处理模型、定量化的处理手段和通用化快速处理软件系统，SAR处理与解译存在精度低、可判别种别少、处理效率低等难题，导致SAR影像数据的运用受到极大限定[13]，急迫须要定量化、精准化、高性能SAR处理与解译技能和系统来支撑SAR技能的快速发展和运用需求。在国家863操持项目支持下，经由4年的联合攻关，打破了SAR影像精准处理、高精度三维信息提取、基于知识库的高可信解译、SAR影像核心处理功能加速等系列核心技能，首次研发了能处理国内外航空航天SAR数据、功能完好、具有PB级影像数据管理和并行处理解译能力的国家级SAR影像处理解译系统，并在地形测绘、地皮利用分类与植被覆盖监测等多个领域开展了运用推广。X波段双天线极化干涉SAR系统是个中的一项代表性成果。
2.1 X波段双天线极化干涉SAR硬件系统
X-波段极化干涉合成孔径雷达(polarimetric interferometric SAR，PolInSAR)系统能够在高程精度、极化丈量精度、辐射定标精度以及几何丈量精度等方面取得打破，对X-波段雷达系统的发射功率容量、吸收通道幅相同等性、系统增益稳定度、内定标精度、勉励旗子暗记带内外杂散抑制有了明显提升。构建的X波段双天线极化干涉SAR获取技能及系统，具备高低空快速数据获取能力，可同时获取0.3~2.5 m X波段全极化干涉数据，具有高分辨率、宽测绘带干涉合成孔径雷达系统，高程精度达到0.28 m，是国际上干涉精度最高的几个雷达系统之一。
1）事情模式设计。在单发双收模式下，两幅X-波段双线极化天线安装在天线吊舱内，以达到2.2 m最长基线，提高干涉精度。在此模式下，微波组合开时钟指向H极化天线，微波组合配置为仅选通两路吸收回波到低功率射频的吸收机，旗子暗记经由低噪声放大、混频、滤波后输出中频旗子暗记给数据形成单元，数据形成单元中只有两块AD卡事情，同时采集两路吸收机输出的旗子暗记，AD量化后的数字旗子暗记通过高速总线传输到数据记录系统进行记录，并可根据指令能够同时传输到实时数据处理器进行处理。乒乓模式下，两幅X-波段双线极化天线安装在天线吊舱内，以达到2.2 m 最长基线，提高干涉精度。在此模式下，微波组合通过乒乓开关怀换发射通路，提高有效干涉基线的长度，选通四路回波到低功率射频的吸收机。低功率射频分别经放大、混频、滤波后输出旗子暗记经AD量化后通过高速总线传输到数据记录系统进行记录。极化干涉模式下，两幅X-波段双线极化天线安装在天线吊舱内，以达到2.2 m最长基线，提高干涉精度。在此模式下，H通道与V通道交替乒乓发射，H通道与V通道乒乓吸收。低功率射频内分别经放大、混频、滤波后输出旗子暗记经AD量化后通过高速总线传输到数据记录系统进行记录。高分辨率模式：此模式为应急测绘利用，在翱翔高度较高情形下，利用宽脉宽，低PRF降落系统数据率，增加采样点数，选择利用单通道吸收增加应急模式下的测绘幅宽。
2）高分辨率极化干涉SAR硬件系统。系统测绘带宽与间隔向波束范围等成分有关，设计了不同事情模式下的测绘带与波束范围，担保在不同分辨率模式下均可知足测绘带宽哀求。根据不同分辨率下斜距分辨率与旗子暗记带宽之间的关系并考虑设计余量，将分辨率分别为0.3、1和2.5 m的极化干涉SAR旗子暗记带宽分别设计为670 MHz、250 MHz和125 MHz。在条带事情模式下，方位向波束宽度在3.5°以上。系统记录数据率为320（MB·s—1），记录器峰值记录速率可以为320（MB·s—1），存储容量为2.2 TB。基于双程回波方向图打算得到的最大间隔模糊比应小于—35 dB；而方位向模糊比应小于—21 dB。输入动态范围在0.3 m分辨率，2 000 m作业高度时，其等效后向散射系数在—37~—44 dB。在1 m分辨率4 000 m作业高度时，其等效后向散射系数在—32~—37 dB。在2.5 m分辨率，8 000 m作业高度时，其等效后向散射系数在—28~—34 dB。作业高度分别在2 000、4 000、10 000 m时，可以知足0.5、1.0、2.5 m的高程精度哀求。
3）高精度极化定标技能。X-波段极化天线拟采取波导缝隙阵列天线，极化隔离度可以达到30 dB以上的隔离度。经由极化定标后，极化隔离度可以进一步提高至35 dB以上。
SAR系统极化通道间幅度不平衡和相位不平衡变革偏差依赖内定标技能监测校正，内定标采取脉间连续定标方案，并只进行通道间的相对变革丈量，可以得到较高的丈量精度，幅度不平衡优于0.2 dB。利用3个无源反射器（1个三面角反射器、1个0°二面角反射器、1个45°二面角反射器）进行极化外定标。对付X-波段，当信杂比优于25 dB时，幅度不平衡偏差为0.06 dB，相位不平衡偏差为3°。当定标器极化隔离度优于35 dB，幅度不平衡优于0.2 dB，相位不平衡优于2°时，外定标极化隔离度优于35 dB，幅度不平衡优于0.3 dB，相位不平衡优于5°。
2.2关键技能及软件系统
1）SAR通用精确处理技能。通过系列SAR精确处理关键技能的打破，构建了SAR通用精确处技能方法。针对极化SAR影像斑点噪声问题，联合方位向滤波和间隔向滤波前置滤波、多尺度多方向的自适应中值滤波、改进自适应Goldstein滤波、极化SAR自适应滤波算法，自适应地抑制InSAR干涉图相位噪声，有效降落了斑点噪声对极化SAR相关性影响，提高了InSAR 干涉对的相关性[14-15]。针对SAR立体影像间存在严重的辐射变革和几何畸变等问题，提出了适用于机载SAR影像的“多视角自适应归一化相互相干数和”影像匹配方法，办理了大基高比机载立体SAR影像匹配难点，联合随机抽样同等性算法（RANSAC）和分块处理丈量，影像匹配缺点率由30%低落到5%以内，速率提升2～3倍[16-17]。构建了多源影像几何定位通用模型，能够适用于不同影像的几何处理，实现了稀少或无地面掌握点条件下高分辨率多源机载和星载SAR影像的联合定位，以及光学与SAR影像的联合定位[18-19]。
2）多模式SAR三维信息提取方法。提出了将干涉相位整周期数作为未知数和目标坐标一起解算的多基线高程反演模型，从而避免了地形繁芜区域因相位解缠缺点引入的高程偏差，显著提升理解算的稳定性的高程精度，并在有效降落有时偏差影响的情形下并不丢失地物细节信息，同时适用于机载和星载数据[20]。建立了SAR影像与纠正影像间的严格转换关系，实现了基于仿照纠正SAR立体影像匹配提取DEM方法；通过几何变换，肃清立体像对高下视差，构建SAR立体模型，实现了高精度立体量测[21-22]；提出立体拍照丈量协同解缠相位改正方法，办理了失落相关和叠掩、阴影等对三维信息提取影响的问题，InSAR DEM提取精度提升30%[23-24]。
3）SAR影像处理算法加速。构建了SAR影像加速处理平台，加速平台由宿主打算机和图形处理器（graphics processing unit，GPU）加速卡组成，两部分紧密结合完成SAR影像处理流程，主机系统紧张卖力影像存储读写与GPU之间的通信，GPU紧张卖力大规模数据处理；进行加速单元开拓平台的构建、紧张包括驱动加速卡、安装SDK包和开拓库，在Windows平台下与Visual Studio 2010开拓环境进行捆绑。开拓了基于RPC(rational polynomial coefficient）参数的星载SAR影像几何校正、基于模板的平滑滤波、影像镶嵌、SAR影像配准、SAR影像干涉处理五个加速单元；并利用大幅面影像进行测试，测试处理结果的精确性，五个加速单元均达到了20倍以上的加速比的性能指标[25]。提出了应对大幅面的核外打算方法（out-of-core），由于单幅影像越来越大，不可能一次将整景影像全部导入GPU进行处理。因此，必须采取核外打算方法（out-of-core），也即影像分块读取并导入GPU，GPU内多线程并行处理，为每个像素分配一个线程，处理结果导出至主机内存，末了写入结果文件。剖析得到了三个影响加速性能的紧张成分为：单次导入影像打算规模、主机与GPU之间交流的数据量、GPU卡各性能指标。软件将五个常用SAR处理加速单元的集成到系统中。
4）高性能处理环境。SAR影像高性能处理环境构建从运行环境配置、硬件设计、软件支撑和平台构建四个方面构建一个SAR影像高性能处理环境。构建了高速的存储系统网络（光纤网）与干系做事，采取了存储区域网（storage area network，SAN）和海量数据管理技能。构建了由4台打算做事器设备、1台千兆以太网交流机、1台光纤网交流机和5台机柜式磁盘阵列存储设备组成的并行集群打算硬件系统，配置了StorNext和Condor集群软件，利用StorNext实现了存储系统的管理，利用Condor实现了打算节点任务调度等功能。构建了集群的用户操作环境，向并行集群打算系统提交数据处理任务。开展了集群处理试验，证明该集群系统达到了PB级SAR影像处理与管理能力，百个CPU核并行处理能力，单幅SAR影像并行读写能力不低于常规读写的10倍的性能指标。
2.3 X波段机载极化干涉SAR运用
1）通过对不同掌握点布设方案、平差方案、以及不同影像组合定位精度比拟实验剖析的根本上，制订了航空航天SAR影像联合定位的技能规范和技能流程、1∶5 000 1∶10 000地形图合成孔径雷达航空拍照丈量技能规定。
2）形成了地形测绘和植被覆盖监测专业运用示范系统，在地形测绘与地皮利用分类运用示范区制作了产品1∶5 000、1∶10 000、1∶50 000等3种比例尺DEM、DOM、DLG、地皮利用专题产品；在植被覆盖监测运用示范区制作了1∶25 000比例尺的森林植被类型分布图、森林地上生物量分布图。
3）首次在海内构建了星-机-地一体化遥感综合实验区数据库——包括1万km2的机载SAR数据和星载SAR数据，四川若尔盖实验区、内蒙古大兴安岭实验区的激光雷达（light detection and ranging， LiDAR、光学CCD（charge coupled device）、气候水文不雅观测数据、解译样本和林地的样例数据等，实现各种数据库的数据共享，签署了14份数据共享协议。在四川若尔盖尔盖、河南登封等地区开展了稀少或无地面掌握点条件下的机载和星载SAR影像定位和区域网平差生产，验证定位模型的可行性与精度。
SAR影像高性能处理解译系统已***或捐赠给四川测绘局、中水北方勘测设计研究有限任务公司、武汉大学王之卓教诲发展基金、中南大学、内蒙古农业大学以及国防领域共计近300套，总计金额近亿元公民币；在四川测绘局、在航天科技集团、中国测绘科学研究院等单位完成了SAR制图监测中得到广泛运用，累积经济效益超过数千万元公民币。
中国测绘科学研究院、武汉大学、中国科学院、林业科学院等单位在SAR不同领域有深厚的研究根本，建立了SAR科研和教诲协作机制，在资源整合、关键技能联合攻关、学术互换和学生联合培养方面，形成了良好的互换协作机制，为海内SAR技能的发展供应告终合创新的平台。
3 无人机载MiniSAR测图系统
虽然我国已经具备中、高空机载SAR系统并成功运用于国民经济领域和军事领域，如由中国测绘科学研究院牵头研制的机载多波段多极化干涉SAR测图系统，在测图和应急监测中发挥了主要浸染，但受到设备采购本钱、利用本钱和操作成本相对较高的限定，难以在全国范围内形成多点配置的局势，因此急需低空、超低空，低本钱、轻小型无人机SAR测图系统。眇小型SAR以其体积小、重量轻、本钱低、应急能力与灵巧性强，实用性、可靠性高档特点，可用于公共安全、环境监测和各种军事用场，成为当前世界各国对地不雅观测科技事情者共同的欲望和努力目标。2014—2016年，在原国家测绘地理信息局***行业科研专项经费支持下，启动了无人机载MiniSAR测图系统研制，包括无人机眇小型SAR数据获取系统研制和无人机眇小型SAR数据处理系统研发，并与测绘地理信息的广泛运用相结合，形成做事于国家重大运用和应急监测保障的眇小型SAR测图技能体系和装备能力，并进行规模化运用。
无人机载MiniSAR测图系统的研制中重点打破了眇小型全极化SAR系统一体化设计、微型SAR实时处理、微型SAR运动补偿、无人机眇小型全极化SAR数据获取系统集成、区域网平差、快速纠正拼接处理、SAR立体测图、极化SAR快速信息提取等核心关键技能，开展了应急监测运用示范。研制成功的无人机载MiniSAR测图系统具备了眇小型全极化SAR测图系统规模化测图生产与快速应急相应以及批量装备的能力，提升了SAR遥感数据获取、处理及运用的技能水平。
3.1 MiniSAR硬件系统
根据无人机眇小型全极化SAR数据获取系统构建的总体技能哀求,研制精确翱翔掌握与任务方案系统；完成无人机平台适用性升级改进完善；集成设备与平台，终极形成高分辨率、高精度、宽测绘带全极化的无人机眇小型全极化SAR数据获取系统。
1）无人机平台适用性改进与完善。根据无人机眇小型全极化SAR数据获取系统构建的技能哀求，在现有无人机系统中进行选型，首先在任务载荷能力、翱翔速率、实用升限等技能参数知足须要；然后对选定的无人机系统进行适用性升级改进和完善，对无人机机体内部构造布局、翱翔导航与掌握系统、动力系统、电气系统、数据链系统、发射回收办法平分系统进行改进和提高，形成指标前辈、性能可靠的无人机平台系统。
2）无人机眇小型全极化SAR数据获取系统优化集成。按照无人机眇小型全极化SAR数据获取系统技能哀求，将眇小型全极化SAR传感器系统、翱翔掌握与任务方案系统、赞助系统、GPS定位系统等设备、数据传输链路与无人机平台进行优化集成，完成设备的互联互通，形成无人机眇小型SAR数据获取系统。
3）精确翱翔掌握与任务方案系统。精确翱翔掌握系统紧张实现翱翔任务航线管理，并在担保SAR传感器成像质量的条件下，赞助操控实现精确的航线掌握。任务方案系统紧张依据数据获取范围和拍照面积、测图方法、测图比例尺、SAR影像分辨率、分外技能哀求以及载机性能参数等，方案SAR数据获取任务分区、翱翔架次、数据获取航线图，用于飞控打算机掌握雷达获取数据。
3.2 MiniSAR测图软件系统
针对应急采集数据处理哀求，研究了无人机SAR影像区域网平差、快速纠正拼接、SAR立体测图、极化SAR快速信息提取等技能，构建了适宜眇小型SAR数据的测图处理系统。
1）无人机SAR影像区域网平差技能。针对无人机SAR航线规则性差、近远距端入射角差异大、无姿态数据、大斜视角、影像幅宽小、同航线影像前方交会以及内部变形差异大的特点，研究仅基于传感器位置信息的几何模型，研究无掌握点条件下的自由网平差相对定向、以及稀少或低精度掌握点条件下的SAR影像区域网平差技能，实现眇小型SAR影像的定向定位。
2）无人机SAR影像快速纠正拼接技能。研究无人机SAR影像高精度几何纠正方法、基于已有地理数据的掌握点快速获取、非空想成像条件下SAR影像的匹配、基于网格采样的SAR影像快速纠正和基于影像几何信息的自动拼接手法，实现正射影像图和应急图件的快速制作[26]。
3）SAR立体测图技能。研究SAR立体定位方法和空想像对制作方法，获取立体效果良好、量测精度较高的立体模型，用于三维信息提取与解译。研究立体数据自动配对方法，办理无人机SAR立体测图中模型数量较多的问题，知足大规模测图生产和应急数据处理需求。研究全极化SAR彩色立体模型制作方法，充分利用极化信息进行信息提取与解译。
4）范例目标快速提取和变革检测。充分发挥眇小型全极化SAR在地震、洪涝、林火、滑坡泥石流等磨难应急中的上风，针对倒塌房屋、阻隔道路、大水淹没等磨难征象，重点剖析受灾地物的极化特色，提出能显著区分受灾地物与正常地物的极化特色因子，准确地提取受灾地物。发展建筑物损毁、道路阻隔和洪涝磨难等极化SAR变革检测的方法。
3.3 系统的运用
1）大比例尺测图技能运用示范。选择范例区域，依托眇小型全极化SAR测图系统，采取SAR影像处理及数字化立体测图技能，辅以影像解译、野外调绘及核查等方法，开展范例区域1∶2 000比例尺DLG、DOM、DEM等测绘产品制作，通过生产试验，验证测图系统在大比例尺测图中运用的可行性，建立数据处理和信息提取技能流程与规范，同时对系统性能进行改进与完善。
2）应急监测运用示范。选择范例区域，依托眇小型全极化SAR测图系统，基于无人机SAR数据获取、平台位置数据自动定位等技能，快速制作试验区高分辨率影像图，采取多尺度评估结合人工干预等方法对灾区河流、道路、桥梁、房屋等方面的损毁情形进行剖析，制作磨难损毁专题图，为应急部门供应决策支持。
因此，建立的无人机眇小型SAR遥感数据快速获取软硬件平台，形成的高分辨率地理信息获取和处理系统，对缓解我国景象繁芜区域以及应急监测遥感数据快速获取、处理能力不敷的问题具有主要意义。同时，眇小型全极化SAR测图的成功研制实现了眇小型全极化SAR测图核心技能的打破，提高了自主创新能力；有利于提升对国家重大计策、重大工程和磨难应急反应的做事保障水平，做事于国民经济培植。
4 结束语
中国测绘科学研究院雷达测图课题组在过去近15年间着眼于SAR测图，在其关键技能攻关、硬件集成打破、软件开拓创新等领域进行了长期的研究，取得了较好的成果，促进了我国雷达测图技能的发展和家当化运用。随着SAR技能的日益成熟，SAR在专业测图、资源调查、变革监测信息提取等领域中的运用越来越广泛，SAR测图技能本身仍旧存在不完美的地方，同时不同运用也对SAR技能提出新的哀求。当前SAR测图面临的紧张问题表现在大交会角影像的稀疏匹配和密集匹配准确率和精度仍不高，影响了其定向自动化和立体模式三维重修的自动化；而InSAR三维重修时因局部失落相关情形导致三维重修失落败或涌现粗差，导致在大比例尺专业测绘运用中受到限定。提升立体SAR测图的自动化水平和失落相关区域InSAR三维重修质量和精度，是我们当前和今后一段韶光在SAR遥感测图领域努力的一个方向。同时，只管比较于光学影像SAR在某些地方方面的识别有一定的上风，但对付大多数地物而言，SAR的分辨能力整体上还是比光学影像弱，加上SAR成像斑点噪声的影响，地物的高可信解译仍旧是SAR制图自动化面临的另一个难点。只管SAR自动化制图还存在不敷的地方，但SAR技能的仍处于快速发展期，个中4维层析技能能够办理叠掩区域散射体分离问题，为散射机制分离供应新的技能支撑，为繁芜地形精确提取供应技能手段。当地形条件繁芜时，剖析TomoSAR与差分层析的联合，也成为三维信息提取一个主要手段。课题组将连续紧跟SAR技能的发展，理论联系实际，占领SAR测图运用中存在的难点，促进我国SAR遥感测图技能的发展，推进SAR做事于我国的自然资源保护与开拓。
参考文献（略）
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