中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院(空天院)4月9日發(fā)布消息說，該院項目團(tuán)隊基于其首創(chuàng)的合成孔徑雷達(dá)(SAR)微波視覺三維成像理論方法，開創(chuàng)出一種全新的SAR三維成像技術(shù)路徑，已成功實現(xiàn)高效能與低成本SAR三維成像。推廣應(yīng)用前景廣闊

中國科研團(tuán)隊這一項原創(chuàng)性研究成果，當(dāng)天在北京通過國家自然科學(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”結(jié)題審查。項目驗收專家組指出，該結(jié)題項目成果在多個型號工程和國家級項目中得到應(yīng)用，推廣應(yīng)用前景廣闊。

項目負(fù)責(zé)人、中國科學(xué)院院士丁赤飚表示，該項目牽引了SAR成像處理的“微波視覺”智能化發(fā)展方向，相關(guān)成果可大幅降低三維成像SAR系統(tǒng)的復(fù)雜度和數(shù)據(jù)獲取的時間成本，對提升中國現(xiàn)有SAR系統(tǒng)應(yīng)用效能和發(fā)展新一代三維SAR系統(tǒng)具有重要意義。

微波視覺三維SAR設(shè)備。(中國科學(xué)院空天院 供圖)

項目團(tuán)隊認(rèn)為，相比傳統(tǒng)方法，他們本項原創(chuàng)成果大幅減少三維成像所需的數(shù)據(jù)采集量，同時提升成像精度，實現(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)合啟動重大項目

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、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實驗室牽頭聯(lián)合相關(guān)高校和科研院所，2020年1月啟動“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，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，項目團(tuán)隊成功研制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，首次實現(xiàn)祁連山脈等區(qū)域復(fù)式山谷冰川冰厚測量。

此外，項目團(tuán)隊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。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，項目團(tuán)隊構(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》網(wǎng)站上，該數(shù)據(jù)集迄今累計已有200多個機(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。(完)

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