JPH0815426A - 干渉型合成開口レーダ地形変動抽出装置 - Google Patents

干渉型合成開口レーダ地形変動抽出装置

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JPH0815426A
JPH0815426A JP6171719A JP17171994A JPH0815426A JP H0815426 A JPH0815426 A JP H0815426A JP 6171719 A JP6171719 A JP 6171719A JP 17171994 A JP17171994 A JP 17171994A JP H0815426 A JPH0815426 A JP H0815426A
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JP
Japan
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data
sar
image
interference fringe
dtm
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Application number
JP6171719A
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Inventor
Masanori Miyawaki
正典 宮脇
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の構成を複雑化することなく、しかも1
つの人工衛星で地形変動を抽出することが可能な干渉型
合成開口レーダ地形変動抽出装置を得る。 【構成】 1つの人工衛星100を同一地域に対して複
数回飛翔してSARデータとその軌道データを取得し、
これを地上局200に伝送する。地上局200では受信
したSARデータと軌道データに基づいてSAR画像再
生処理部204で同一地域で異なる時期に取得された2
組のSARデータからSAR再生画像を生成し、干渉処
理部205は2組のSAR再生画像を処理し、複素形式
の干渉縞画像を生成する。DTM生成部206は干渉縞
画像と2組の軌道データからDTMを生成し、擬似干渉
縞画像生成部209は同一地域のDTMと2組の軌道デ
ータとで地形変動がないと仮定した場合の擬似干渉縞画
像を生成する。地形変動抽出部207得られた干渉縞画
像および擬似干渉縞画像を処理して地形変動量を算出
し、幾何変換部210は地形変動量及びDTMを入力
し、幾何歪量を算出して幾何変換を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は地球表面の画像を取得
し、この画像に基づいて地形の変動を抽出するために用
いる干渉型合成開口レーダ地形変動抽出装置に関し、特
に人工衛星に搭載した合成開口レーダを利用した地形変
動抽出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】地形変動を観測するための装置として、
例えば特開平1−293300号公報に記載されている
装置がある。この装置では、同一軌道を航行する2つの
人工衛星に広域型合成開口レーダを搭載し、それぞれで
取得された同一地点の2枚の画像を地上において再生
し、両者が重なり合うよう、観測時の衛星位置、姿勢情
報を利用し、必要な画像変換を施し、両画像間の対応す
る画素の差を取り、ノイズ除去を行ない、事前に設定さ
れたスレシホールドを超える部分を抽出することによっ
て地球表面の変動部分等を検出することを可能にしたも
のである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この装置によれば、地
形の変動を検出することは可能であるが、2つの人工衛
星の一方には、広域型合成開口レーダを搭載し、他方の
人工衛星には広域型合成開口レーダと狭域型高分解能合
成開口レーダを搭載する必要があるために、装置全体が
極めて複雑なものとなる上に、2つの人工衛星を同一軌
道で航行させる必要があるために、その制御が煩雑にな
るという問題がある。
【0004】
【発明の目的】本発明の目的は、装置の構成を複雑化す
ることなく、しかも1つの人工衛星で地形変動を抽出す
ることが可能な地形変動抽出装置を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の地形変動抽出装
置は、合成開口レーダを搭載し、同一地域上を複数回飛
翔してその地域のSARデータと軌道データを伝送する
人工衛星と、この人工衛星から伝送されるSARデータ
と軌道データとに基づいて地形変動を抽出する画像処理
装置を備える地上局とで構成されており、地上局には、
SARデータに基づいて数値地形情報を求める手段と、
この数値地形情報から干渉縞を求める手段と、軌道デー
タと数値地形情報から擬似干渉縞を求める手段と、干渉
縞から擬似干渉縞を除去することにより地形変動情報を
抽出する手段とを備えることを特徴とする。
【0006】例えば、本発明の地形変動抽出装置では、
地上局には、人工衛星からのSARデータと軌道データ
を受信するデータ受信部と、SARデータからSAR画
像を再生するSAR画像再生処理部と、再生されたSA
R画像から干渉縞画像を求める干渉処理部と、干渉縞画
像と軌道データとで数値地形情報を生成するDTM生成
部と、DTMと軌道データとで擬似干渉縞画像を生成す
る擬似干渉縞画像生成部と、干渉縞画像と擬似干渉縞画
像とで地形変動量を抽出する地形変動抽出部と、DTM
から求めた幾何歪量により地形変動量の幾何変換を行う
幾何変換部とを備える構成とする。
【0007】また、この場合、受信したSARデータを
蓄積するSARデータ蓄積部と、受信した軌道データを
蓄積する軌道データ蓄積部と、生成されたDTMを蓄積
するDTM蓄積部とを備えており、SAR画像再生処理
部では同一地域で異なる時期に取得された2組のSAR
データをSARデータ蓄積部から取り込んでSAR再生
画像を再生し、擬似干渉縞画像生成部では同一地域のD
TMをDTM蓄積部から取り込み、かつ2組の軌道デー
タを軌道データ蓄積部から取り込んで擬似干渉縞画像を
生成する。
【0008】
【作用】1つの人工衛星を同一地域に対して複数回飛翔
してSARデータとその軌道データを得るとともに、こ
れを地上局に伝送する。地上局ではデータ受信部でこれ
らの複数のSARデータと軌道データを受信し、これら
のデータに基づいて当該地域における地形変動を抽出す
る。即ち、受信したSARデータ及び軌道データに基づ
き、SAR画像再生処理部では、同一地域で異なる時期
に取得された2組のSARデータからSAR再生画像を
生成し、干渉処理部は2組のSAR再生画像を処理し、
複素形式の干渉縞画像を生成する。また、DTM生成部
は干渉縞画像と2組の軌道データからDTMを生成す
る。擬似干渉縞画像生成部は同一地域のDTMと2組の
軌道データとで地形変動がないと仮定した場合の擬似干
渉縞画像を生成する。地形変動抽出部は、得られた干渉
縞画像および擬似干渉縞画像を処理して地形変動量を算
出し、幾何変換部は地形変動量及びDTMを入力し、幾
何歪量を算出して幾何変換を行なう。
【0009】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。先ず、本発明が前提とする干渉型合成開口レーダ
による地形観測の基本概念を説明する。干渉型合成開口
レーダは1974年に初めて開発され、高精度の地形情
報を得ることに用いられている。図1に干渉型合成開口
レーダの概念図を示す。軌道1を飛翔する飛翔体に取り
付けられたアンテナから地上に向けて電波を照射し、地
表からの反射波を受信して受信データを取得する。この
受信データに対し既に知られている合成開口レーダ画像
再生処理を行うと、図1のX,Y方向に対するSAR再
生画像データ(複素形式)が得られる。また、前記軌道
1に対して少しずれた軌道2を再度飛翔体を飛翔させ、
前記と同様にして受信データを取得する。そして、この
受信データに対して合成開口レーダ画像再生処理を行う
ことにより軌道1の場合と同様なSAR再生画像データ
が得られる。
【0010】このようにして得られた2組のDAR再生
画像データを同一地点が互いに重なり合うように一方の
画像を座標変換した後、それぞれ対応する画像どうしで
複素共役乗算を行うことにより2つの画像間の位相差を
求めることができる。この位相差に基づいて生じる画像
は、2回の飛翔で軌道が少し異なっているために、飛翔
体と地上ターゲットとの距離に若干の差が生じるために
現れるものであり、この画像を干渉縞画像と呼ぶ。この
干渉縞画像には、飛翔体の軌道と地球の曲率による位相
差、地形の起伏による位相差、2回のデータ取得期間中
の地表変化による位相差の情報を含んでいる。
【0011】したがって、2回のデータ取得期間中の地
形変動がない場合、干渉縞画像から飛翔体の軌道情報と
地球の曲率により得られる位相差(地表に起伏がないと
過程した場合の位相差)を引くことによって、地形によ
る位相差を表す干渉縞画像を求め、飛翔体とターゲット
との位置関係から標高に変換することができる。
【0012】次に、このような干渉型合成開口レーダを
利用した本発明の地形変動抽出装置の一実施例を図1を
用いて説明する。同図はそのブロック図であり、100
は地球を周回する人工衛星であり、200は干渉型合成
開口レーダ画像処理装置を有する地上局である。前記人
工衛星100には、合成開口レーダ送受信部101と、
軌道データ取得部102と、地上局200との間で電波
通信を行うデータ伝送部103とが備えられる。前記合
成開口レーダ送受信部101は地上に向けて電波を送信
し、その反射波を受信する。受信した反射波はSARデ
ータとしてデータ伝送部103に送出される。また、軌
道データ取得部4は人工衛星1の軌道データを取得し、
この軌道データはデータ伝送部103に送出される。デ
ータ伝送部103は、SARデータ及び軌道データを電
波によって地上局2に伝送する。
【0013】地上局200には人工衛星100のデータ
伝送部103から伝送されるSARデータと軌道データ
を受信するデータ受信部201と、受信したSARデー
タを蓄積するSAR蓄積部202と、受信した軌道デー
タを蓄積する軌道データ蓄積部203と、SARデータ
からSAR画像を再生するSAR画像再生部204と、
再生されたSAR画像から干渉縞画像を生成する干渉処
理部205と、同一地域で異なる時期に取得された2組
のSARデータを用いてDTM(数値地形情報)を生成
するDTM生成部206と、このDTMを蓄積するDT
M蓄積部207と、得られたDTMと2回の軌道データ
から地形変動がない場合の干渉縞(擬似干渉縞)を生成
する擬似干渉縞画像生成部208と、前記干渉縞から擬
似干渉縞を除去することによって地形変動情報を抽出す
る地形変動抽出部207と、DTMから求めた幾何歪量
により幾何変換を行う幾何変換部210とを備えてい
る。
【0014】したがって、この人工衛星100と地上局
200とにより地形変動を抽出する場合には、人工衛星
100を同一地域に対して複数の任意の軌道で飛翔さ
せ、その飛翔に際して合成開口レーダ101で複数のS
ARデータを取得し、かつ同時に軌道データを取得し、
これらのデータを随時データ伝送部103から地上局2
00に伝送する。
【0015】地上局200では、人工衛星100からの
データをデータ受信部201において受信する。このデ
ータ受信部201では、受信したSARデータ及び軌道
データのうち、SARデータをSARデータ蓄積部20
2に、軌道データを軌道データ蓄積部203に出力す
る。SARデータ蓄積部202では、人工衛星から順次
伝送されてくるSARデータに基づいて、同一地域で異
なる時期に取得された2組のSARデータを抽出し、こ
れらをSAR画像再生処理部204に出力する。SAR
画像再生処理部204は、入力された2組のSARデー
タを処理し、前記したような手順でそれぞれの複素形式
のSAR再生画像を生成し、これを干渉処理部205に
出力する。
【0016】干渉処理部205は、2組のSAR再生画
像を処理し、複素形式の干渉縞画像を生成する。ここ
で、2組のデータ取得期間中に地形変動がない場合に
は、干渉縞画像はDTM生成部206に出力され、ま
た、データ取得期間中に地形変動があった場合には、干
渉縞画像は地形変動抽出部207に出力される。DTM
生成部206は干渉縞画像と、前記軌道データ蓄積部2
01より出力された2組の軌道データを処理し、DTM
を生成し、DTM蓄積部208に出力する。
【0017】データ取得期間中に地形変動があった場
合、擬似干渉縞画像生成部209はDTM蓄積部208
より同一地域のDTMを入力し、また軌道データ蓄積部
203より2組の軌道データを入力し、地形変動がない
と仮定した場合の擬似干渉縞画像を生成し、これを地形
変動抽出部207に出力する。地形変動抽出部207
は、干渉縞画像および擬似干渉縞画像を処理し、地形変
動量を算出し、幾何変換部210に出力する。幾何変換
部210は地形変動量及びDTMを入力し、幾何歪量を
算出し、幾何変換を行うことで、地形変動を幾何学的に
確認することができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、1つの人
工衛星を同一地域に対して複数回飛翔してSARデータ
とその軌道データを取得し、地上局ではデータ受信部で
これらの複数のSARデータと軌道データを受信し、こ
れらのデータに基づいてSAR画像再生処理部及び干渉
処理部で干渉縞画像を生成し、更にDTM生成部及び擬
似干渉縞画像生成部で擬似干渉画像を生成し、これらの
干渉縞画像と擬似干渉縞画像により地形変動抽出部で地
形変動量を求め、かつ幾何変換部により幾何学的に確認
可能とすることで、地形変動を観測することが可能とな
る。したがって、人工衛星は1つで良く、しかも地上局
においても、従来から提供されている干渉型合成開口レ
ーダの画像処理装置の構成要素をそのまま利用し、簡易
な設計変更を施すことで地上局が構成できるので、装置
構成の簡略化を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の地形変動抽出装置の前提となる干渉型
合成開口レーダの画像処理の基本概念を説明するための
概念図である。
【図2】本発明の地形変動抽出装置の一実施例の構成を
示すブロック構成図である。
【符号の説明】
100 人工衛星 101 合成開口レーダ送受信部 102 軌道データ取得部 103 データ伝送部 200 地上局 201 データ受信部 202 SARデータ蓄積部 203 軌道データ蓄積部 204 SAR画像再生処理部 205 干渉処理部 206 DTM生成部 207 地形変動抽出部 208 DTM蓄積部 209 擬似干渉縞画像生成部 210 幾何変換部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成開口レーダを搭載し、同一地域上を
    複数回飛翔してその地域のSARデータと軌道データを
    伝送する人工衛星と、この人工衛星から伝送されるSA
    Rデータと軌道データとに基づいて地形変動を抽出する
    画像処理装置を備える地上局とで構成され、前記地上局
    には、前記SARデータに基づいて数値地形情報を求め
    る手段と、この数値地形情報から干渉縞を求める手段
    と、前記軌道データと数値地形情報から擬似干渉縞を求
    める手段と、前記干渉縞から擬似干渉縞を除去すること
    により地形変動情報を抽出する手段とを備えることを特
    徴とする干渉型合成開口レーダ地形変動抽出装置。
  2. 【請求項2】 地上局には、人工衛星からのSARデー
    タと軌道データを受信するデータ受信部と、前記SAR
    データからSAR画像を再生するSAR画像再生処理部
    と、再生されたSAR画像から干渉縞画像を求める干渉
    処理部と、干渉縞画像と軌道データとで数値地形情報を
    生成するDTM生成部と、DTMと軌道データとで擬似
    干渉縞画像を生成する擬似干渉縞画像生成部と、前記干
    渉縞画像と擬似干渉縞画像とで地形変動量を抽出する地
    形変動抽出部と、DTMから求めた幾何歪量により地形
    変動量の幾何変換を行う幾何変換部とを備える請求項1
    の干渉型合成開口レーダ地形変動抽出装置。
  3. 【請求項3】 受信したSARデータを蓄積するSAR
    データ蓄積部と、受信した軌道データを蓄積する軌道デ
    ータ蓄積部と、生成されたDTMを蓄積するDTM蓄積
    部とを備え、SAR画像再生処理部では同一地域で異な
    る時期に取得された2組のSARデータをSARデータ
    蓄積部から取り込んでSAR再生画像を再生し、擬似干
    渉縞画像生成部では同一地域のDTMをDTM蓄積部か
    ら取り込み、かつ2組の軌道データを軌道データ蓄積部
    から取り込んで擬似干渉縞画像を生成する請求項2の干
    渉型合成開口レーダ地形変動抽出装置。
JP6171719A 1994-06-30 1994-06-30 干渉型合成開口レーダ地形変動抽出装置 Pending JPH0815426A (ja)

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