单幅高分辨率SAR 图像建筑物三维模型重构研究

刘 帅 车 畅 杨怡琳

（哈尔滨学院 150086）

从目前的应用情况来看，部分SAR 图像的分辨率已经达到了0.1m，分辨率的提升也使得建筑物空间信息的丰富度也在提高，能够显示出的几何结构特征也更加明显，利用SAR 图像的高分辨率来完成建筑物三维模型的重构，不仅可以提高三维模型内容的精准度，而且对于提升采集信息应用价值也有着积极地意义。

1 建筑物电磁散射情况分析

1.1 单次散射

对于地面，屋顶和墙面处产生的单次散射，一方面根据表面的介电常数和粗糙度表现出不同的后向散射特性，另一方面在这些不同的位置存在距离向相等的散射面元（如图1 所示），这些面元产生的后向散射就会被叠加在相同的距离向分辨单元内，称为“叠掩”现象。

图1 “叠掩”现象示意图

对于人工建筑物来说，表面为轻微的粗糙表面，其尺寸与雷达波长相比足够大，同时建筑物距离SAR 较远，采用微扰模型计算其单次散射的后向散射系数。后向散射由相干部分和非相干部分组成，总的后向散射系数为：，其中表示θ表示雷达波的局部入射角；表示相干散射部分，它仅存在于散射表面法线附近，可利用公式进行求解。

1.2 二次散射

在高分辨率 SAR 图像中，建筑物尤其是墙面平滑的高层建筑墙角处往往会有明显高亮的线型二次散射结构，这是由于二次散射在该位置上聚焦所形成的。建筑物二次散射后向散射强度与建筑物高度、方位角、以及表面粗糙程度和介电常数等有关。……