基于海浪谱与SAR图像谱“双一致性”的星载SAR海面图像模拟与推演OA

[目的]合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)具有全天时、全天候和二维高分辨率成像能力,在海洋观测中具有重要应用价值.然而,受卫星运行轨道、载荷配置及海面时变特性的限制,星载SAR难以在相同海况下获取多频段、多入射角等不同成像条件的海面图像.基于实测星载SAR图像开展不同成像条件下的模拟与推演,可有效拓展SAR数据源,为海洋SAR图像检测识别、参数反演及载荷优化设计等提供训练样本.[方法]本文针对中等海况,基于JONSWAP海浪谱模型和SAR海面成像机理,以海浪谱与SAR图像谱的“双一致性”原则为核心,提出了包括随机海面生成、SAR成像模拟和海浪谱反演为一体的正反向融合的SAR图像模拟与推演方法,并结合结构相似性指数(structural similarity index,SSIM)进行一致性定量评价.[结果]仿真结果表明,该方法得到的反演海浪谱与预设海浪谱、模拟SAR图像谱与真实SAR图像谱具有较好的一致性,可用于多成像条件的SAR图像生成.[结论]这种基于“海浪谱一致性”和“SAR图像谱一致性”双重闭环验证的SAR图像模拟与推演方法,能够弥补实测SAR图像样本空间分布不均、成像条件受限的不足,为构建多样化、具有物理真实性的SAR海洋训练数据集提供了一种低成本、高效率的有效途径,对提升复杂海况下SAR图像的检测识别与参数反演能力及载荷优化设计等具有重要意义.