9.4. 松山推力.照明角度的影响

松山雷达图像

在地形多山、地形起伏较大的许多雷达图像中,可能会出现不寻常的几何效应。雷达遮挡的阴影随着观察角度的增加而变宽。面对雷达的山丘或山脊斜坡看起来扭曲了,我们称之为 缩短时间, 表示为正面(明调)侧的斜坡压缩或“变薄”,阴影侧的斜坡拉长。下一幅图像很好地显示了这种效果。这是北卡罗莱纳州部分松山冲断的海景图像:

|北卡罗莱纳州松山冲断带的B/W Seasat图像。|

松山冲断海景


雷达光束沿着观察方向移动时,总是可以通过明亮的斜坡的位置来确定——就像那些被阳光照射的指示太阳方位的斜坡一样,雷达平台将在大约90°的位置向右(朝相反的方向看),与细长的明亮斜坡的图案成直角。雷达遮挡的阴影随着观察角度的增加而变宽。

面对雷达的山丘或山脊斜坡会受到称为 缩短时间 表示为面侧(明调)斜坡的压缩或“变薄”,以及阴影侧的延伸。在雷达图像中,所有的前坡(朝向入射光束的前坡,这里是从右侧)都在一定程度上缩短了。从视觉上看,这些斜坡似乎是扭曲的,面对的斜坡似乎倾向于雷达平台,好像它们更陡。随着凹陷角度的增加,几何体使坡长(从上到下)逐渐减小,从而增加了前缩短的程度。

|示例:山区地形中的投影缩短图像。|

这种斜坡位移在场景的近距离部分比远距离部分更为明显。在几何上,当雷达波前比光束照射的斜角陡时,就会发生前向缩短。在极端情况下,斜坡看起来像倒过来的一样,我们称之为 停靠。 当观察角度小于前坡角度时,会出现这种效果,导致斜坡顶部在底部之前发送其返回(在近距离位置失真最严重)。这在山区的一个例子出现在左边。

8-11From what direction is the incoming radar illumination coming? Describe the physical appearance of the mountains, i.e., characterize the distortion. `ANSWER <answers.html#8-11>`__

倾斜范围图像也可能显示另一个几何扭曲,表示为规则形状特征的压缩(方形裁剪区域看起来类似菱形),在平坦地形的近距离位置最大。如果我们知道地形的独立信息,我们可以把这些图像转换成地面图像。还有其他的扭曲来自飞行中不稳定的飞机运动(稳定的空间平台是零)。我们也可以通过进一步的处理来补偿这些。

照明角度的影响

起伏或多山地形中的线性特征,如长而直的山谷或山脊脊,可能会与明亮的斜坡阴影效果相结合而突出,在这种效果中,模式根据其相对于飞行线或观察方向的方向而变化。我们通过Donald Wise教授(马萨诸塞大学)进行的一项有趣的模拟实验来说明这一效果,该实验使用三维地形图,从多个方向以低人工光角度照明:

|怀斯教授实验(A)中使用的三维地形图的黑白图像。|

|怀斯教授实验中使用的三维地形图的黑白图像(B)。|

对这两幅图像的简单浏览显示了一个立即明显的区别:N 60°E图像中,趋势为N 30°E的山脊和山谷得到了强烈增强,而如果其线性方向趋向于N 60°E,则强调了从N 30°E方向照亮的类似特征。注意,在这两种情况下,两个角度之和为90°;在其他情况下,W光照垂直于突出的趋势。在每个场景中都可以看到不同方向的其他特征,但表情柔和。正如我们在第2节中看到的,这种线性趋势受照明方位角和角度的影响很大的现象在陆地卫星图像中非常明显,产生了方向偏差。这种偏差从方位玫瑰图上的断裂图中可以明显看出,那些朝向东北-西南方向(大致垂直于上午的太阳角)的断裂倾向于主导方向的分布。这种趋势在机载雷达图像中是一种优势,因为我们可以选择飞行线方向来强调和强调某些感兴趣的方向,以优化所有方向的裂缝检测。

这种对光照方向的依赖性有利于在地形上进行雷达飞行,这些地形对山脊、断层谷和寻求线性特征的其他条件的方向差异敏感。考虑一下非洲尼日利亚前寒武纪岩石的图像。

|非洲尼日利亚前寒武纪岩石的黑白图像对,显示了雷达图像的视角和照明效果。|

在左侧图像中,看方向是从底部开始;在右侧图像中,照明是从右侧开始。相同的场景-但在地形和结构特征的表达上存在显著差异。

8-12对几个比较明显的区别进行评论? **ANSWER**

主要作者:Nicholas M.Short,高级电子邮件: nmshort@epix.net
合作者: Code 935 美国国家航空航天局 GSTUSAF Academy
上次更新时间:99年9月
站长:小比尔·狄金森。
现场负责人:Nannette Fekete
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