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雷达卫星图像赏析,遥感价值和图像美感兼具!

2017-04-30 慧天地

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       雷达卫星是一种不受云雾遮挡、不在乎白天还是夜晚均可获得地面高分辨率微波遥感图像的先进探测技术。我国首颗分辨率达到1m的民用雷达卫星——高分三号卫星于2016年8月10日发射升空,2017年1月23日正式投入使用,截至目前已获得大量遥感数据。国家卫星海洋应用中心从中选择出一些遥感价值和图像美感兼具的图像,经过处理和美化形成了一批图片,供广大高分三号卫星用户、雷达卫星数据科研工作者和普通公众赏析,具体如下。(后文中对图像反映实际地物信息的说明多依据SAR专家解译获得,未经过现场实际勘查,因此存在解译说明错误的可能性,望读者海涵)

雄安新区

观测日期:2016年12月9日。中心点经纬度:E115.9°,N38.9°。

覆盖范围:宽(东西向)约26.5km,高(南北向)约28.5km。

数据源信息:高分三号卫星,全极化条带1成像模式数据。中心点入射角:42.24°。

图像处理过程:空间多视、NonLocal滤波、改进Freeman分解、伪彩色合成。

图像说明:2017年4月1日,中共中央、国务院决定设立雄安国家级新区,是千年大计、国家大事。在获得这一消息后立刻对已观测的高分三号卫星数据进行检索,发现了上图所示数据。图中蓝色区域对应农田,中部黑色和红色区域对应的是白洋淀,右上角面积最大的粉亮色区域就是雄县县城,左侧中部偏上的粉亮色区域就是安新县城。

长白山

观测日期:2017年4月5日。中心点经纬度:E128.1°,N42.0°。

覆盖范围:宽(东西向)约29.6km,高(南北向)约34.3km。

数据源信息:高分三号卫星,全极化条带1成像模式数据。中心点入射角:31.70°。

图像处理过程:空间多视、NonLocal滤波、改进Freeman分解、伪彩色合成。

图像说明:图中最醒目的就是长白山天池,天池周边海拔较高的区域显示为蓝色,根据极化分解和伪彩色合成的原理表明这部分区域面散射占主要成份,而其它海拔较低的区域以表示体散射的绿色为主,这基本表明这些区域存在着大量林木覆盖。林木区域水流冲刷的路径清晰可见。

说明:Pauli分解上色结果,图像右上角河流冲刷区域信息变得更加明显。

说明:用绿色表示面散射成份,用红色表示体散射成份,用蓝色表示二次散射成份,并经过图像增强后获得的长白山SAR影像。绿色的醒目效果使得长白山高海拔区域信息变得非常明显,连天池中的两个暗点都清晰可见。

阿克兰干

观测日期:2017年4月5日。中心点经纬度:E79.2°,N37.2°。

覆盖范围:宽(东西向)约33.4km,高(南北向)约34.4km。

数据源信息:高分三号卫星,全极化条带1成像模式数据。中心点入射角:31.7°。

图像处理过程:空间多视、NonLocal滤波、极化分解(Helix)、伪彩色合成。

图像说明:图中右上角规划良好的植被区域即为新疆和田地区的阿克兰干村的现代化新型团场。“阿克兰干”维吾尔语意为寸草不生之地。其左侧亮绿色区域为皮亚勒马乡。图下部山区为干基塔格山。本图最亮的区域在图中间靠右的位置,位于公路南侧,为十四师二二四团住址


江苏海水养殖

观测日期:2016年12月31日。中心点经纬度:E121.3°,N32.8°。

覆盖范围:宽(东西向)约38.9km,高(南北向)约41.8km。

数据源信息:高分三号卫星,全极化条带1成像模式数据。中心点入射角:26.17°。

图像处理过程:空间多视、NonLocal滤波、改进Freeman分解、伪彩色合成。

图像说明:图中清晰显示出江苏省如东县潮间带上的海水养殖区域信息。图中蓝色区域大部分为海面、小部分存在阴暗纹理的为裸露滩涂,彩色条状为浮筏养殖区域。

说明:用绿色表示面散射成份,用红色表示体散射成份,用蓝色表示二次散射成份后获得的江苏如东海上养殖SAR影像。绿色的醒目效果使得海洋中海水的流动趋势信息变得非常明显。

北京

观测日期:2016年9月8日。中心点经纬度:E116.6°,N39.9°。

覆盖范围:宽(东西向)约33.6km,高(南北向)约34.3km。

数据源信息:高分三号卫星,全极化条带1成像模式数据。中心点入射角:31.7°。

图像处理过程:空间多视、NonLocal滤波、改进Freeman分解、伪彩色合成。

图像说明:图中左上角亮红色区域显示的北京四环以内的建筑区域非常清晰。望京和亦庄两个区域由于建筑的朝向接近45°,因此显示为亮绿色。南苑机场跑道显示为黑色,什刹海和故宫护城河也显示为黑色。天坛公园显示为绿色。左上角靠近边界区域的鸟巢呈现明显的圆环型特征。

北京

观测日期:2016年9月8日。中心点经纬度:E116.5°,N40.1°。

覆盖范围:宽(东西向)约33.5km,高(南北向)约34.3km。

数据源信息:高分三号卫星,全极化条带1成像模式数据。中心点入射角:31.7°。

图像处理过程:空间多视、NL滤波(5)、极化分解、伪彩色合成。

图像说明:北京北部区域影像,图中右下角首都国际机场的跑道和T3航站楼区域清晰可见。沙河水库也呈现为明显的黑色。最北侧已经出现山地区域。

贝尔苏木

观测日期:2016年1月12日。中心点经纬度:E117.5°,N48.0°。

覆盖范围:宽(东西向)约32.7km,高(南北向)约35.3km。

数据源信息:高分三号卫星,全极化条带1成像模式数据。中心点入射角:30.56°。

图像处理过程:空间多视、NL滤波、极化分解、伪彩色合成(幅度)、图像增强。

图像说明:图中最明显的是一个圆形结构,其中心就是贝尔苏木。贝尔苏木是中国内蒙古自治区呼伦贝尔市新巴尔虎右旗下辖的一个乡镇级行政单位。右上角蜿蜒的线状地物为乌尔逊河。右下角粉色区域对应贝尔户,其散射特征表现为粉色的原因还有待研究。

南极火山

观测日期:2017年1月18日。中心点经纬度:W112.8°,S76.4°。

覆盖范围:宽约47.4km,高约37.7km。

数据源信息:高分三号卫星,标准条带成像模式数据。中心点入射角:34.7°。

图像处理过程:空间多视。极化通道:HH。

图像说明:南极大陆冰原上的一座火山,火山上同样覆盖着冰雪。其中火山左侧面向SAR观测方向因此亮度较高,也存在着迎坡缩短、背坡拉长的典型SAR图像特点。

说明:经过空间多视和NonLocal滤波后的南极冰原上火山图像。对比上图雷达卫星的斑点噪声明显降低。

黄河三角洲01

观测日期:2016年11月5日。中心点经纬度:E119.1°,N37.8°。

覆盖范围:宽(东西向)约41.7km,高(南北向)约50.3km。

数据源信息:高分三号卫星,全极化条带1成像模式数据。中心点入射角:21°。

图像处理过程:空间多视、NL滤波、极化分解、伪彩色合成(幅度)、图像增强。

图像说明:下部为黄河三角洲,其中不同颜色代表了不同的极化散射特征,这是由于植被覆盖、建筑、裸地等实际地物不同造成的。图中右上侧海洋区域可见明显的亮点,为海上船舶,其中亮点最密集的区域推测为黄河港船舶锚地。

黄河三角洲02

观测日期:2017年1月19日。中心点经纬度:E119.1°,N37.9°。

覆盖范围:宽(东西向)约27.5km,高(南北向)约30.0km。

数据源信息:高分三号卫星,全极化条带1成像模式数据。中心点入射角:37.06°。

图像处理过程:空间多视、NonLocal滤波、改进Freeman分解、伪彩色合成。

图像说明:图中下半部分为黄河三角洲,其中不同颜色代表了不同的极化散射特征,这是由于实际地面的植被覆盖不同造成的。图右上部分为海面,其中的船舶目标非常清晰。


黄河三角洲03

观测日期:2017年1月19日。中心点经纬度:E119.2°,N37.7°。

覆盖范围:宽(东西向)约27.4km,高(南北向)约30.0km。

数据源信息:高分三号卫星,全极化条带1成像模式数据。中心点入射角:37.06°。

图像处理过程:空间多视、NonLocal滤波、改进Freeman分解、伪彩色合成。

图像说明:图中上半部分为黄河三角洲,其中不同颜色代表了不同的极化散射特征,这是由于实际地面的植被覆盖不同造成的。图中下半部分为莱州湾海面,其中间存在不太正常的绿色条纹,原因还有待研究。

大连金州湾

观测日期:2017年1月22日。中心点经纬度:E1216°,N39.1°。

覆盖范围:宽(东西向)约26.6km,高(南北向)约29.0km。

数据源信息:高分三号卫星,全极化条带1成像模式数据。中心点入射角:41.18°。

图像处理过程:空间多视、NonLocal滤波、去定向分解、伪彩色合成(幅度)。

图像说明:海洋中的围填海区域即为大连金州湾国际机场,采取离岸填海建造人工岛方式建设。2011年2月填海工程获得辽宁省政府批准,2012年初开始兴建。其周边海洋中较亮的蓝色区域疑似为海冰。图下侧中部大连市体育中心的圆环状结果清晰可见。

南极海冰


观测日期:2016年12月3日。中心点经纬度:E83.9°,S66.3°。

覆盖范围:宽(东西向)115km,高(南北向)约132km。

数据源信息:高分三号卫星,标准条带成像模式数据。中心点入射角:41.18°。

图像处理过程:空间多视。极化通道:HH

图像说明:南极中山站外海域海冰图像。图中冰架、固定冰及浮冰表面纹理特征清晰,冰与水特征明显,具有较好的视觉效果。

海上油气开采平台

观测日期:2017年1月1日。中心点经纬度:E114.7°,N5.2°。

覆盖范围:宽(东西向)约27.5km,高(南北向)约28.7km。

数据源信息:高分三号卫星,全极化条带1成像模式数据。中心点入射角:37.69°。

图像处理过程:空间多视、NonLocal滤波、改进Freeman分解、伪彩色合成。

图像说明:南海南部、文莱斯里巴加湾市以北海域的海上油田区域。图中亮绿色的海上石油平台目标非常明显,本图体散射以绿颜色表示,石油平台具备的复杂刚结构会造成较多的体散射成份,因此表现为亮绿色。面散射用蓝色表示,因此图中海面呈现蓝色,其中可以辨识出海面风浪造成的纹理。

咸海


观测日期:2017年4月4日。中心点经纬度:E59.7°,N43.7°。

覆盖范围:宽(东西向)约31.1km,高(南北向)约36.4km。

数据源信息:高分三号卫星,全极化条带1成像模式数据。中心点入射角:31.7°。

图像处理过程:空间多视、NonLocal滤波、改进Freeman分解、伪彩色合成。

图像说明:原咸海南岸区域,其中蓝色区域为咸海干涸后的地表,红色区域推测为植被生长区域,黑色区域推测为水面,实际地物还有待考证。

说明:上文中咸海图像的北部区域。这景图像中值得关注的一点是在上部阴暗区域中存在着明显的十几公里的多条线状交叉特征,推测可能为道路或埋在地下的光缆等,具体真实信息还有待考证。

说明:上文咸海图像的南部区域。这景图像中存在着明显的人工耕种活动造成的地面特征,且沿河区域(图像中部)存在着明显的人类聚集生活区域的特征。

日本有明海养殖

观测日期:2017年4月5日。中心点经纬度:E130.1°,N33.0°。

覆盖范围:宽(东西向)约33.5km,高(南北向)约34.4km。

数据源信息:高分三号卫星,全极化条带1成像模式数据。中心点入射角:31.70°。

图像处理过程:空间多视、改进Freeman分解、幅度伪彩色合成。

图像说明:图中所示区域位于日本长崎县以北,左下角山地区域为高良岳,右侧为有明海。有明海上明显存在规划良好的海上养殖区域

说明:经过NonLocal滤波,并用绿色表示面散射成份,用红色表示体散射成份,用蓝色表示二次散射成份后获得的日本有名海影像。红色的山岳和蓝色的海上养殖区变得异常醒目。

说明:日本有名海影像Pauli分解伪彩色结果,其中图像上部明亮的城镇区域变得非常明显。

来源:国家卫星海洋应用中心(版权归原作者及刊载媒体所有)


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编辑:徐  鑫

审核:朱林烨 李茂永

指导:万剑华教授(微信号wjh18266613129)

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