一种基于起伏地形的SAR森林二次散射有效路径计算方法

摘要

本发明公开了一种基于起伏地形的SAR森林二次散射有效路径计算方法，属于合成孔径雷达森林遥感技术领域。步骤如下：一、将地表沿方位向和地距向均匀划分为一定尺度的大尺度面元；二、对于大尺度面元A_i,j，计算A_i,j的法向量根据和电磁波出射矢量计算A_i,j满足镜面反射的入射矢量令点P(x_P,y_P,z_P)为任一散射介电粒子的中心坐标，过P作方向为的直线与A_i,j所在平面相交于点R_i,j；判断R_i,j若在A_i,j内部，则P与A_i,j存在二次散射有效路径，若存在，则经P作方向为的直线与A_i,j所在的平面相交于点E_i,j；以步骤二遍历或者以一定的顺序遍历步骤一拟合得到的大尺度面元。本方法适用于地形起伏情况下的SAR森林场景。

主权项

1.一种基于起伏地形的SAR森林二次散射有效路径计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、针对地形存在起伏特征的三维森林场景，获得其地表的数字高程DEM图，所述DEM图由一定数量的小面元组成，对于每个小面元进行均匀采样获取采样点，选取一定范围块对所有采样点分别沿方位向和地距向进行分块，将分于同一块的采样点进行拟合，得到的拟合平面记为大面元，则地表被划分出大面元集合；选取范围块的依据是：对范围块内的采样点进行拟合得到的大面元为矩形并且边长大于入射波波长；对于拟合得到的大面元A_i,j，其方位向坡度角为α_{a_i,j}和地距向坡度角为α_{gr_i,j}，其中i为方位向大面元序号，j为地距向大面元序号；步骤二、由合成孔径雷达SAR向所述三维森林场景发射电磁波，令为电磁波的入射矢量，为示电磁波的出射矢量，与平行且方向相反，选择三维森林场景中任一散射点作为散射介电粒子P，本步骤分为以下步骤：步骤201、根据α_{a_i,j}和α_{gr_i,j}计算A_i,j的法向量步骤202、根据和计算A_i,j满足镜面反射的入射矢量步骤203、经过点P作方向为的直线与面元A_i,j所在的平面相交于点R_i,j，则R_i,j即为满足P与面元A_i,j有效二次散射的镜面反射点；步骤204、判断若R_i,j在A_i,j内部，则P与A_i,j存在二次散射有效路径，否则P与A_i,j不存在二次散射有效路径；步骤205、若P与面元A_i,j存在二次散射有效路径，则经过点P作方向为的直线与A_i,j所在的平面相交于点E_i,j，E_i,j即为P与A_i,j有效二次散射的等效散射相位中心；步骤206、将步骤一得到的大面元均针对P进行步骤201～步骤205的处理，即可得到P的所有二次散射有效路径及相应的等效相位中心;步骤三、所述三维森林场景中所有散射点均进行步骤二的处理，即可得到三维森林场景中任一散射点的所有二次散射有效路径及相应的等效相位中心。