不同应用场景下SAR影像的选择
来源:世景 日期:2023-04-20
合成孔径雷达（SAR）作为一种主动微波遥感成像雷达，不受天气、气候的影响，具备全天时、全天候观测能力。近年来，随着国内外SAR卫星密集地发射，雷达卫星遥感应用优势也逐步凸显，并成为空间遥感领域的新热点。
SAR影像的参数指标众多，包括成像模式、极化方式、波段类型等。那么针对不同的应用场景，我们该如何选择适合的SAR影像呢？
首先，简单介绍几个SAR影像较为重要的参数。
一、技术参数
01
成像模式
SAR卫星通常拥有多种成像模式，不同的成像模式对应着不同参数（分辨率、幅宽、极化方式、入射角等）的SAR影像。虽然不同的SAR星源对成像模式的细分差异较大，但主流成像模式通常可分为三大类：聚束模式（Spotlight）、条带模式（StripMap）、扫描模式（ScanSAR）。
02
极化方式
雷达信号可以传送水平（H）或者垂直（V）电场矢量，接收水平（H）或者垂直（V）的返回信号，根据传送与接收方式的不同雷达遥感系统可分为四种极化方式——HH、VV、HV、VH。
03
波段类型
雷达遥感使用微波成像，波长从1毫米到1米。SAR通常采用X波段（波长约3cm）、C波段（波长约5cm）、L波段（波长约23cm）。
04
升降轨
卫星系统从南向北飞时，称为升轨（Ascending）；卫星系统从北向南飞时，称为降轨（Descending）。
升降轨影像偏转方向
二、应用场景
01
大区域SAR影像采集
进行大区域SAR影像采集时，如对空间分辨率无要求，可优先选择条带模式拍摄，因为条带模式幅宽较大，能够按需进行长条带拍摄，单次过境可不间断连续获取较长条带的数据。对比之下，聚束模式虽然具有较高的分辨率，但此模式下卫星无法进行连续的条带成像。
02
InSAR监测
众所周知，具有干涉影像采集能力的SAR卫星，如果获取的影像具有同一成像模式、同一升降轨、同一极化方式等，可以基于InSAR技术进行形变监测（如矿区形变、滑坡、建筑形变等）和DEM提取。在植被茂密的区域，更适宜选择L波段的卫星，因为L波段穿透性强，可有效的缓解干涉图失相干的问题；在城市区域，更适宜选择X波段的卫星，因为X波段能精确描述目标的细微形状。具体如下表所示：
基于InSAR提取DEM
03
地物分类
一般来说，单极化高分辨率SAR影像更有利于识别纹理信息显著的地物，而多极化或全极化SAR影像由于具有多种极化方式，目标地物的散射信息量更加丰富，在地物分类方面也具有独特的优势。
单极化高分辨率SAR影像
单极化SAR影像（左）、全极化SAR影像（右）
04
其他应用
根据雷达波段穿透性的差异，我们可以在不同的应用中选择不同的SAR卫星进行监测。
