شبیه سازی سیگنال خام SAR و مدل بازپراکنش پلاریمتری از اهداف سه بعدی

جعفری, محسن; خزایی, صفا

شبیه سازی سیگنال خام SAR و مدل بازپراکنش پلاریمتری از اهداف سه بعدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشگاه تهران

² دانشگاه جامع امام حسین(ع)

چکیده

تصاویر سنجنده‌های SAR در سال‌های اخیر به‌واسطه‌ مزایایی همچون استقلال از شرایط جوی و حساسیت به هندسه هدف نقش مهمی در شناسایی و پایش اهداف زمینی داشته‌اند. پیچیدگی عملکرد سامانه‌های اخذ داده SAR به‌ویژه در مرحله‌ تبدیل سیگنال خام به تصویر تفسیر رفتار سنجنده و تصاویر آن‌ها را دشوار کرده است. از این رو، استفاده از شبیه‌سازی تصاویر SAR در حل این مشکل می‌تواند کارا باشد. در این خصوص، انجام شبیه‌سازی تصویر SAR از اهداف سه‌بعدی گامی اساسی است. در این مقاله، روشی برای شبیه‌سازی تصاویر SAR از اهداف سه‌بعدی ارائه و ماتریس بازپراکنش پلاریمتری برای اهداف خالص توسعه داده ‌شده است. همچنین، تأثیر پارامترهای مختلف سنجنده و هندسه هدف به کمک روش پیشنهادی در تشکیل تصویر SAR از اهداف سه‌بعدی تحلیل شده است. روش پیشنهادی بر روی اهداف تک پیکسلی، سه‌بعدی و یک نمونه واقعی ساختمان پیاده‌سازی شده است. اختلاف تصویر SAR شبیه‌سازی از مدل ساختمان با نمونه‌ واقعی آن با کمیت SAM برابر با 38/0 برآورد شد که مقدار مطلوبی در سطح شبیه‌ساز پیشنهادی می باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Simulation of SAR Images and Polarimetric Scattering Model of Three-Dimensional Targets

نویسندگان [English]

Mohsen Jafari ¹
Safa Khazaei ²

چکیده [English]

In recent years, synthetic aperture radar (SAR) images have played an important role in the
detection and monitoring of ground targets because of their advantages such as independence
from climatic conditions and sensitivity to the target geometry. The complexity of SAR imaging
sensors, especially in the conversion process from raw data to image, has made it difficult to
interpret the behavior of sensors and their images. Hence, using the simulation of SAR images
can be effective in resolving this problem. In this regard, SAR image simulation of
three-dimensional objects is an essential step. In this paper, a method is presented to simulate
SAR images of three-dimensional targets and, thus, the polarimetric scattering matrix for pure
and distributed targets is developed. Also, the effects of sensor parameters and the geometry of
target are investigated in simulating the SAR images of 3D targets.

کلیدواژه‌ها [English]

Simulation
Polarimetric SAR Hmage
3D Targets
Scattering Model

مراجع

Y. Q. Jin and F. Xu, âPolarimetric Scattering and SAR Information Retrieval,â John Wiley & Sons, 2013.
C. Camporeale and G. Galati, âDigital Computer Simulation of Synthetic Aperture Systems and Images,â European Transactions on Telecommunications, vol. 2, pp. 343-352, 1991.
J. C. Holtzman, V. S. Frost, J. L. Abbott, and V. H. Kaupp, âRadar Image Simulation,â IEEE Transactions on Geoscience Electronics, vol. 16, pp. 296-303, 1978.
R. K. Raney and G. J. Wessels, âSpatial Considerations in SAR Speckle Consideration,â IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 26, pp. 666-672, 1988.
C. Brown, K. Sarabandi, and M. Gilgenbach, âPhysics-Based Simulation of High-Resolution Polarimetric SAR Images of Forested Areas,â In proc. of the Geoscience and Remote Sensing Symposium 2002, pp. 466-468, 2002.
G. Franceschetti, M. Migliaccio, D. Riccio, and G. Schirinzi, âSARAS: A Synthetic Aperture Radar (SAR) Raw Signal Simulator,â IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 30, pp. 110-123, 1992.
M. J. Collins and J. M. Allan, âModeling and Simulation of SAR Image Texture,â IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 47, pp. 3530-3546, 2009.
B. Zaharris, âTwo-dimensional Synthetic Aperture Radar Imaging and Moving Target Tracking using the Range Doppler Algorithm Simulated in MATLAB: A Thesis,â California Polytechnic State University, 2007.
J. C. Curlander and R. N. McDonough, âSynthetic Aperture Radar, John Wiley & Sons, 1991.
J. S. Lee and E. Pottier, âPolarimetric Radar Imaging: from Basics to Applications,â CRC press, 2009.
F. Xu and Y.Q. Jin, âImaging Simulation of Polarimetric SAR for a Comprehensive Terrain Scene using the Mapping and Projection Algorithm,â IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 44, pp. 3219-3234, 2006.
K. Tragl, âPolarimetric Radar Backscattering from Reciprocal Random Targets,â IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 28, pp. 856-864, 1990.
F. Kruse, A. Lefkoff, J. Boardman, K. Heidebrecht, A. Shapiro, and P. Barloon, âThe Spectral Image Processing System (SIPS)âInteractive Visualization and Analysis of Imaging Spectrometer Data,â Remote sensing of environment, vol. 44, pp. 145-163, 1993.