基于散射点密度信息熵的层析SAR建筑三维重建新方法研究

It is a important subject in the field of SAR 3D information acquisition to analysis and reconstruct the building 3D model using TomoSAR point cloud data. But at present, because the method of the target detection and extraction in TomoSAR point cloud is not perfect enough, it is very difficult to detect and extract the building in the complex environment that the building is surrounded by roads, trees and other structures. the subject aims at the problem of scatterer density estimation of TomoSAR point cloud, studies the scatterer density information entropy theory of different probability space, discovers the rules of building scatterer density probability distribution in TomoSAR point cloud, studies probability statistic model establishing theory of detecting and extracting building in TomoSAR point cloud. Aims the problem of building 3D reconstruction, studies the methods of TomoSAR point cloud data generation, building detection and extraction, segmentation of building facades and re-estimation of scatterer point height, explores the new theory and new method of building 3D reconstruction in TomoSAR point cloud.

使用层析SAR点云数据，分析构建地面建筑的三维模型是SAR三维信息获取领域的重要课题。但目前，由于层析SAR点云中目标的检测和提取理论和方法还不够完善，在具有道路、树木及其他构造物的复杂环境中，建筑立面的检测和提取还很难。本课题针对层析SAR点云中的散射点密度估计问题，开展不同概率空间中的散射点密度信息熵的理论研究，发现层析SAR点云中建筑物散射点密度在不同概率空间中的分布规律，研究层析SAR点云中检测和提取建筑物的概率统计建模理论。针对建筑三维重建问题，开展层析SAR点云数据的生成、建筑的检测和提取、建筑立面的分割、建筑散射点高度重估等方法研究，探索层析SAR点云的建筑三维重建的新理论和新方法。

使用层析SAR点云数据，分析构建地面建筑的三维模型是SAR三维信息获取领域的重要课题。但目前，由于层析SAR点云中目标的检测和提取理论和方法还不够完善，在具有道路、树木及其他构造物的复杂环境中，建筑立面的检测和提取还很难。课题针对建筑三维重建问题，主要开展压缩感知层析SAR成像方法的研究，针对三维重建过程中的建筑的检测和提取、建筑立面的分割、建筑散射点高度重估等内容，主要开展散射点密度信息熵的理论研究，探索层析SAR点云的建筑三维重建的新理论和新方法。.课题组运用实验室现有的存档数据开展压缩感知层析SAR成像方法研究，开展层析SAR几何模型的研究，数据预处理的研究。发现用于层析SAR成像的数据需要进行评估和慎重选取，并进行预处理后才能运用压缩感知层析SAR方法进行成像。项目组开展层析成像算法的研究，已经初步生成点云。但是点云的正确性需要验证，目前还没有实际能用于散射点密度空间信息熵研究的点云。经过研究发现，地面投影的散射点密度值与图像的灰度值在本质上是相同的，因此针对图像的灰度值开展此方面的研究。我们采用图像一维熵理论，即灰度信息熵研究地面投影的散射点密度的概率统计模型。进而采用二维熵理论，研究了散射点密度的空间信息熵。.研究层析SAR 点云的散射点密度概率空间的信息熵，为建立有效的散射点密度的概率统计模型提供了理论依据。层析SAR 点云建筑散射点密度的概率统计建模，有力支撑了建筑检测和提取方法、建筑立面的分割技术的研究。开展这些研究工作是SAR 层析技术发展的必然趋势，也是我国重大应用需求对未来SAR 成像理论和方法提出的要求。这些研究工作能够给基于SAR 遥感影像的城市空间三维重建提供理论基础和关键技术支撑。