中新网北京4月9日电 (记者 孙自法)中国科(ke)学院空天信息创新研(yan)究(jiu)院(空天院)4月9日发布消息说，该院项目团队基于其首创的合成孔径雷达(SAR)微波视觉三维成像理(li)论方法，开(kai)创出一种全新的SAR三维成像技术路径，已成功(gong)实现高效能与低(di)成本SAR三维成像。
推广应用前景广阔
中国科(ke)研(yan)团队这一项原创性研(yan)究(jiu)成果，当天在北京通过国家自然科(ke)学基金委员会信息科(ke)学部重大项目“合成孔径雷达微波视觉三维成像理(li)论与应用基础研(yan)究(jiu)”结题审查。项目验收专家组指(zhi)出，该结题项目成果在多(duo)个型号工程和国家级项目中得到应用，推广应用前景广阔。
项目负责(ze)人、中国科(ke)学院院士丁赤(chi)飚表示，该项目牵引了SAR成像处理(li)的“微波视觉”智能化发展方向(xiang)，相关成果可大幅(fu)降低(di)三维成像SAR系统(tong)的复(fu)杂度和数据获取的时(shi)间成本，对提升中国现有(you)SAR系统(tong)应用效能和发展新一代三维SAR系统(tong)具有(you)重要(yao)意义。
微波视觉三维SAR设备。(中国科(ke)学院空天院 供图)
项目团队认为，相比(bi)传统(tong)方法，他们本项原创成果大幅(fu)减少三维成像所需的数据采集量，同时(shi)提升成像精度，实现高效能、低(di)成本的SAR三维成像，可为遥(yao)感测绘(hui)、灾害(hai)监测等(deng)领(ling)域提供更有(you)力的技术支撑。
联合启动(dong)重大项目
中国科(ke)学院空天院先容，SAR是高分辨率对地观测的重要(yao)手段之一，不受(shou)天气和光照(zhao)因素的影响，具有(you)全天时(shi)、全天候优势。与传统(tong)的二维成像相比(bi)，SAR三维成像能有(you)效解决地形和目标投(tou)影至二维图像的混叠问题，大幅(fu)提升识别精度和建模能力，已成为该领(ling)域重要(yao)发展方向(xiang)。
然而，目前中外(wai)提出并(bing)研(yan)究(jiu)的SAR三维成像技术体制主要(yao)依(yi)赖孔径扩展获得第三维信息，导致数据采集周(zhou)期过长或观测通道多(duo)、硬件系统(tong)复(fu)杂，严重制约了SAR三维成像的实际应用和推广。
面向(xiang)SAR三维成像技术发展的迫切需求，中国科(ke)学院空天院微波成像全国重点实验室牵头联合相关高校(xiao)和科(ke)研(yan)院所，2020年1月启动(dong)“合成孔径雷达微波视觉三维成像理(li)论与应用基础研(yan)究(jiu)”重大项目，目标是建立 SAR微波视觉三维成像新理(li)论、新方法、新技术，降低(di)三维成像SAR系统(tong)的复(fu)杂度，为发展中国新一代三维SAR系统(tong)、提升中国SAR系统(tong)应用效能奠定理(li)论方法基础。
全极(ji)化SAR三维成像数据。(中国科(ke)学院空天院 供图)
基于SAR微波视觉三维成像原创理(li)论方法，项目团队成功(gong)研(yan)制SAR微波视觉三维成像处理(li)原型系统(tong)。该系统(tong)打破(po)了现有(you)SAR三维成像处理(li)依(yi)赖大量观测且需要(yao)较多(duo)人工处理(li)的传统(tong)技术框架，通过“微波视觉”智能处理(li)方法，可自动(dong)识别建筑等(deng)目标的三维几何结构特征并(bing)建立初步的结构模型作为约束；通过相关专业的深度学习和迭(die)代式精化求解，将三维成像所需的观测数量减少50%以(yi)上，同等(deng)条件下点云高程精度提升30%以(yi)上。
成果中外(wai)广泛关注(zhu)
目前，SAR微波视觉三维成像处理(li)原型系统(tong)已成功(gong)试用于中国机载SAR和星(xing)载SAR的地面处理(li)系统(tong)，为开(kai)展西部多(duo)云多(duo)雾的复(fu)杂山区、城市区域的高精度地形和重要(yao)设施测绘(hui)提供有(you)力支撑。特别是该系统(tong)已推广应用至航空冰(bing)雷达冰(bing)川(chuan)透视三维成像，首次实现祁连山脉等(deng)区域复(fu)式山谷(gu)冰(bing)川(chuan)冰(bing)厚测量。
此外(wai)，项目团队还研(yan)制出一套微波视觉三维SAR设备，并(bing)开(kai)展数据获取和技术验证。这是一套小型化无人机载全极(ji)化阵列干涉SAR设备，具有(you)全极(ji)化阵列干涉、高通道幅(fu)相一致性、基线可灵活配置(zhi)等(deng)特点。业内专家称，目前国际上尚未见类(lei)似的小型全极(ji)化阵列干涉SAR系统(tong)，具有(you)较强(qiang)的创新性。
单极(ji)化SAR三维成像数据。(中国科(ke)学院空天院 供图)
基于上述(shu)微波视觉三维SAR设备，项目团队构建并(bing)发布SAR微波视觉三维成像数据集，成为首个国产SAR三维成像数据集，从(cong)而有(you)效缓解了当前SAR三维成像数据集稀缺的现状(zhuang)，得到中外(wai)的广泛关注(zhu)。
其中，在《雷达学报》网站上，该数据集迄今累计已有(you)200多(duo)个机构共1.1万余次下载，助力SAR三维成像及相关领(ling)域发展。(完(wan))