合成孔徑雷達圖像水體目標的提取

賀飛躍， 賀興時， 丁小麗， 劉婷婷

(西安工程大學理學院，西安 710048)

0 引言

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一種主動式微波傳感器，由于其全天時、全天候等特點而得到了日益廣泛的應用[1-3]。SAR圖像中水體目標的提取是目標識別、環境監控和洪水災害監測等領域的重要內容。SAR圖像中的水體具有典型的特征:其表面因具有鏡面反射特征而呈現為分布均勻的低強度區域；由于SAR圖像固有的斑點噪聲及波浪、植被倒影等影響，水域表面會出現一定程度的明暗變化；尤其是在水陸結合部常表現為邊緣的模糊性和不確定性。這些特征給水體的精確提取造成了較大的困難。一些應用于光學圖像處理比較有效的方法一般不能直接應用于SAR圖像水體的處理[4-5]。目前常用于水體提取的方法是基于閾值的分割方法[6-10]，該方法具有簡單快速的優點，但如何確定合適的閾值及邊緣的精確定位是一個難題。活動輪廓方法[11-13]是SAR圖像水體目標提取的另一類常用方法,這類方法能得到光滑封閉的目標輪廓曲線，但計算復雜度高、適應性差，對復雜場景分割效果不佳。

SAR圖像水體提取的首要問題是水體目標的識別問題。一般情況下可以將分割圖像中具有較低強度的一類看作是水體目標[7-9],但往往需要做一些后處理以剔除虛警目標[9-13],這些后處理往往比較復雜，剔除的標準難以控制。為此，本文利用SAR圖像中水體目標具有較低的強度及較好的均勻度的特征，結合分水嶺過分割的特點[14-15]，將分水嶺分割圖像中較大的區塊作為水體的種子區域，再通過區域生長[16-18]方法來獲取水體的初始輪廓。……