通用雷达分析计算平台.pdf

通用雷达分析计算平台1 汤益先1 王超1 张红1’2 (1、中国科学院遥感应用研究所遥感科学固家重点实验室北京100101 2、北京师范大学地理学与遥感科学学院遥感科学围家重点实验室北京100875) 摘要： 通用雷达分析计算平台(General Radar Analysis and Computation Environment 叫RAcE)是由中国科学院遥感应用研究所独立开发的一套针对合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar——sAR)数据进行处理的应用软件。通用雷达分析计算平台采用模块化结构，利 用visual C++6．0的集成开发环境开发。GRACE针对每一处理的不同算法采用不同的模块，用户 可以根据自己应用以及数据特点采用适当的模块来满足自身的需求，同时这种灵活的模块化设计 也为曰后软件的更新带来方便。目前，通用雷达分析计算平台的版本为1．0，运行在Windows操 作系统，包括了对目前主要星载SAR数据的导入与处理。 关键词：通用雷达分析计算处理平台(GRACE) 应用软件 系统设计 合成孔径雷达(SAR) 1简介 合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar—SAR)发展于20世纪50年代，作为有源系统，SAR 具有全天候，全天时工作能力，可在不同的微波频段，不同极化状态下得到地面目标的高分辨率图 像，为人们提供各种有用信息【l】。进入20世纪90年代，一系列的星载SAR系统ERS一1／2，JERS-1， RADARSAT．1以及2l世纪初ENVISAT的发射成功，为我们提供了更为丰富的SAR数据。但是目 前的遥感软件尤其是处理SAR数据的软件非常的少，主要是ENVI，PCI，ERDAS等国外软件，国 内在这个领域几乎是一片空白。中国科学院遥感应用研究所在利用这些数据取得大量科学研究成果 的同时，整理研究了大量关于SAR数据处理的算法，其中一些算法对SAR数据的处理存在普遍的 适用性，同时为了适应大量SAR数据处理的应用要求，开发一套专门针对SAR数据处理的软件显 得日益需要。为此，从2001年以米，我们开发研制了该应用软件，取名为“通用雷达分析计算平台”， 目前的必威体育精装版版本为1．0。 本文将详细介绍通用雷达分析计算平台的开发使用。在文章第二部分我们将介绍软件的开发目 标及原则，软件主要的功能模块将在第三部分给以说明，第四部分我们将给出该软件的应用实例， 结论将在第五部分给出。 2软件开发背景 2．1软件开发目标 通用雷达分析计算平台的开发一是源于对SAR数据处理的应用需求，二是试图在SAR新算法研 究中提供一个调试处理的平台，因此我们的软件定位于应用与科研之上，这是与目前商用遥感软件 所不同的。通用遥感分析计算平台的开发目标大致包括： 1)通用雷达分析计算平台作为SAR的处理平台，应包括一般图像处理软件所包括的基本功能：图 像显示，图像操作(旋转、平移和镜像)等。针对SAR数据的处理包括：目前主要星载SAR数 据的导入，SAR数据的预处理(定标处理，SAR数据的斑点抑制等)，SAR数据的应用处理(边 1基金项目：国家重点基础研究发展规划项目(2001CB309406)，国家自然科学基金项目，中国科学院知识 创新工程重要方向项目(KZCX2．309) 缘提取，图像分割，图像分类)，以及SAR的专业应用——干涉处理和极化处理； 2)通用雷达分析计算平台面向应用需求，因此平台在具有一般软件的特点基础上，还具有应用示 范系统的特点，追求SAR数据的处理流程化，保证从数据的导入到最后结果整个过程流畅正确， 尤其针对合成孔径雷达的干涉测量(InSAR)，建立从SLC数据导入到DEM生成的流程处理； 3)针对SAR数据处理过程中存在的多种处理算法，适应用户可以根据自己的应用选择适合自己的 算法处理。 4)软件应具有友好的用户界面，便于用户的使用，完善方便的用户帮助。 5)该软件应独立于硬件，独立于操作系统。 2．2软件开发原则 针对我们软件开发的目标，我们软件开发过程中遵循如下原则： 1)模块化结构设计，针对同一处理的不同算法采用不同的模块，这样为新算法的添加提供了方便， 同时用户也可以根据自己的应用以及数据特点选择适合自己的算法模块。 2)针对SAR数据来源的多样性，通用雷达分析计算平台采用数据与数据描述分离的内部数据文件 格式——数据文件和属性文件。所有的星载SAR数据在进行处理之前，都需要利用平台所提供 的SAR数据导入将星载CEOS格式的SAR数据转换为数据文件以及其对应的属性文件。数据文 件为只包含图像裸数据的文件，数据文件所对应的属性文件是对数据的描述(成像参数，图像 大小以及图像像素的数据类型等信息)。 3)针对通用雷达分析计算平台具有流程化处理特点，