王 偉，李春艷，孫 韜，楊戩峰，喻夏瓊，務(wù)宇寬

1. 中國科學(xué)院空間信息處理與應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)重點實驗室，北京 100190； 2. 中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院，北京 100190； 3. 中國科學(xué)院大學(xué)電子電氣與通信工程學(xué)院，北京 100049； 4. 中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心，北京 100094； 5. 32021部隊，北京 100094

合成孔徑雷達(dá)(synthetic aperture radar,SAR)是主動微波成像傳感器，該技術(shù)的發(fā)展始于1957年8月23日密歇根州立大學(xué)與美國軍方合作研究的合成孔徑雷達(dá)實驗系統(tǒng)[1-2]。1978年，美國國家航空航天局發(fā)射全球首顆裝載SAR的海洋衛(wèi)星Seasat-A，此后全球航天大國相繼發(fā)射SAR衛(wèi)星[3-5]。我國星載SAR目前已實現(xiàn)系統(tǒng)體制從單通道向多通道、極化方式從單一極化到全極化的技術(shù)跨越[6]，分辨率從米級提升到亞米級。天繪二號是我國發(fā)射的一組干涉合成孔徑雷達(dá)(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)衛(wèi)星，具有立體圖像測圖能力，用于生產(chǎn)無地面控制點測繪產(chǎn)品，相比于單SAR衛(wèi)星優(yōu)勢顯著[7-9]。對于天繪二號衛(wèi)星的研究，文獻(xiàn)[7]提出了天繪二號衛(wèi)星技術(shù)體制，驗證了天繪二號衛(wèi)星工程設(shè)計思路的正確性；文獻(xiàn)[10]對天繪二號衛(wèi)星的干涉定標(biāo)問題進(jìn)行了研究。

SAR原始回波數(shù)據(jù)傳輸和成像是SAR處理鏈上的前兩個環(huán)節(jié)，對成像后圖像質(zhì)量進(jìn)行定量評估，對于提高后續(xù)目標(biāo)檢測、分割、融合等應(yīng)用水平有很重要的意義[11-12]。圖像質(zhì)量的評估可以應(yīng)用到所有涉及SAR圖像的處理過程，例如空間分辨率指標(biāo)能夠用于目標(biāo)特征與輪廓提取、回波散射分析。空間分辨率越高，圖像成像精度越高；峰值旁瓣比(peak side lobe ratio,PSLR)越小，代表SAR圖像中目標(biāo)越明顯，最終的成像質(zhì)量越高。相對輻射精度能夠為區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的定位以及最終目標(biāo)成像精度提供分析和判別。這些指標(biāo)對于SAR圖像實際應(yīng)用有重要的指示作用。近年來國內(nèi)外對SAR圖像質(zhì)量的評價方法及其相關(guān)內(nèi)容做了很多的研究。文獻(xiàn)[13]基于雷達(dá)定位定標(biāo)討論了人工目標(biāo)的設(shè)計和滿足所需亮度的物理尺寸要求，為確定不同目標(biāo)尺寸的雷達(dá)響應(yīng)進(jìn)行了試驗，并對最終SAR圖像進(jìn)行了理論驗證。SAR圖像評價方法分為主觀層面、客觀層面和綜合層面3個方面。

在主觀評價方面，文獻(xiàn)[14]介紹了NIIRS準(zhǔn)則、GIQE模型兩種方法的基本原理和評價步驟，指出主觀評價方法效率低、性能受SAR圖像數(shù)據(jù)集制約等缺點；文獻(xiàn)[15]從任務(wù)需求出發(fā)，通過對NIIRS的發(fā)展過程進(jìn)行討論，得到一個基于人類視覺特性的主觀定量評價標(biāo)準(zhǔn)。主觀評價方法的優(yōu)勢在于其評價結(jié)果與圖像應(yīng)用目的的適應(yīng)程度高，劣勢在于需要對圖像判譯人員進(jìn)行專業(yè)的訓(xùn)練，時間和經(jīng)濟(jì)成本高，而且容易受到人為因素的干擾。

客觀評價方法是SAR圖像解譯分析中重要的方法，可以避免主觀因素的影響，主要基于SAR的性能、SAR圖像本身、SAR系統(tǒng)設(shè)計等角度進(jìn)行考慮。從SAR性能的角度出發(fā)，文獻(xiàn)[16]針對高分三號衛(wèi)星幾何圖像質(zhì)量指標(biāo)和輻射圖像質(zhì)量指標(biāo)的影響因素進(jìn)行分析，設(shè)計了相關(guān)的評價指標(biāo)并進(jìn)行驗證；文獻(xiàn)[17]從SAR的聚焦性能和輻射性能的角度，提出了用于點分析和分布式分析的方法，并確定了一組必須分析的參數(shù)。從SAR圖像本身出發(fā)，文獻(xiàn)[18—19]提出了一種客觀圖像質(zhì)量評價系統(tǒng)，既能體現(xiàn)成像過程的效果，又體現(xiàn)了應(yīng)用需求；文獻(xiàn)[20]通過對圖像本身的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上得到了一個相對完備的SAR圖像質(zhì)量評價方法；文獻(xiàn)[21]考慮到HVS對圖像質(zhì)量的影響，將極化SAR的圖像分成簡單和復(fù)雜部分分別進(jìn)行評估然后加權(quán)求和得到最終的評價?；赟AR系統(tǒng)設(shè)計角度，文獻(xiàn)[22]從SAR系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)出發(fā)，通過分析不同的參數(shù)誤差可能會對圖像的質(zhì)量產(chǎn)生影響的不同，提出了一種基于系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的圖像評價質(zhì)量方法；客觀評價方法有效避免了主觀因素的影響，能夠滿足絕大多數(shù)場景的應(yīng)用需求。

綜合評價方法是一種結(jié)合了主觀和客觀指標(biāo)的評價方法。客觀評價方法的不同指標(biāo)對于不同用戶的任務(wù)影響差別較大，物理量之間有較強的相關(guān)性，如何選擇合適的客觀評價指標(biāo)對圖像進(jìn)行全面評價是有難度的。為了平衡單純采用主觀評價方法或客觀評價方法的局限性，一些學(xué)者針對特定的應(yīng)用場景，對綜合評價方法做出闡述。文獻(xiàn)[23]首先對無原始參考的SAR圖像計算均值、方差、對比度和陡度，然后將計算得到的參數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，將標(biāo)有圖像等級的參數(shù)作為整個網(wǎng)絡(luò)的輸出，通過大量數(shù)據(jù)的訓(xùn)練，得到一種面向應(yīng)用的SAR圖像評價模型。文獻(xiàn)[24]提出因素論域和評論域的概念，即將一些能反映圖像質(zhì)量的指標(biāo)和參數(shù)，如反映灰度信息、圖像清晰圖和對比度的參數(shù)作為因素論域，將國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18316—2001《數(shù)字測繪產(chǎn)品檢查和驗收質(zhì)量評定》規(guī)定的優(yōu)、良、合格和不合格的4個等級作為評論域進(jìn)行綜合的評價，但是各項指標(biāo)的權(quán)值和閾值都是人為設(shè)定，不具有普適性。文獻(xiàn)[25]提出一種結(jié)合模糊數(shù)學(xué)和信息論的模糊度綜合評價法對數(shù)字正射圖像質(zhì)量進(jìn)行度量的模型。雖然解決了傳統(tǒng)目視判譯容易受到人為因素干擾的問題，但是由于該模型以灰度級為基礎(chǔ)進(jìn)行計算，而且使用了部分的經(jīng)驗值，因此該模型具有很大的局限性。綜合評價方法同樣存在時間周期長，經(jīng)濟(jì)成本高的問題，并且其考慮的因素較多，實際應(yīng)用起來更為復(fù)雜。

具體到本文研究的內(nèi)容，在軌測試期間，對于天繪二號衛(wèi)星圖像，需要進(jìn)行快速有效的SAR圖像質(zhì)量分析，利用客觀評價方法可以滿足需求，如果引入主觀因素，對實時性、高效性、客觀度造成影響。因此，權(quán)衡主觀、客觀和綜合方法的優(yōu)點和局限性以及在軌測試階段的任務(wù)需求，本文采用客觀評價指標(biāo)對天繪二號衛(wèi)星在軌測試期間獲得的圖像進(jìn)行評價，分析A星和B星的成像能力及其和設(shè)計指標(biāo)要求的符合度，同時為后期圖像的處理和應(yīng)用提供參考。

1 天繪二號衛(wèi)星圖像質(zhì)量評價方法

天繪二號是我國第1顆干涉SAR衛(wèi)星，目前國內(nèi)關(guān)于天繪二號衛(wèi)星的研究主要集中在系統(tǒng)設(shè)計、干涉定標(biāo)等方面，并沒有針對其SAR圖像質(zhì)量分析的研究。本文利用SAR圖像質(zhì)量評價方法，選取基于點目標(biāo)和面目標(biāo)的客觀評價指標(biāo)，對天繪二號01組衛(wèi)星圖像質(zhì)量進(jìn)行全面評價分析。對于天繪二號01組A星、B星3個時間點進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集，獲取SAR圖像，計算相應(yīng)的客觀評價指標(biāo)，對于3個時間點SAR圖像的指標(biāo)進(jìn)行比較，給出了對于天繪二號衛(wèi)星在軌測試期間SAR圖像的分析。

1.1 基于點目標(biāo)的客觀評價指標(biāo)

基于點目標(biāo)的評估指標(biāo)主要包括空間分辨率、峰值旁瓣比、積分旁瓣比和相對輻射精度。以上參數(shù)的理論值均可通過計算和分析SAR圖像中點目標(biāo)的沖激響應(yīng)函數(shù)(impulse response function,IRF)得到，點目標(biāo)沖激響應(yīng)函數(shù)h(t)如圖1所示。

圖1 點目標(biāo)沖激響應(yīng)函數(shù)h(t)Fig.1 Impulse response function h(t)

1.1.1 空間分辨率

在SAR圖像中，空間分辨率是指圖像中所包含的典型的點目標(biāo)在方位向和距離向上的沖激響應(yīng)函數(shù)主瓣峰值左側(cè)和右側(cè)下降至3 dB處所包含的像素個數(shù)與像素分辨率的比值的均值。計算公式為

(1)

式中，sum(ρ-3dBleft,n:ρ-3dBright,n)表示從主瓣左側(cè)-3 dB至右側(cè)-3 dB的方位向或距離向的像素個數(shù)；ρpixel表示像素分辨率；N表示從待評價的圖像中選擇的用于評價的點目標(biāo)的個數(shù)。

1.1.2 峰值旁瓣比

峰值旁瓣比(PSLR)定義為最大旁瓣強度值與主瓣強度值的比值，該參數(shù)可以用來衡量SAR圖像從強目標(biāo)周圍檢測出弱目標(biāo)的能力，PSLR越小，說明點目標(biāo)的能量越集中，在SAR圖像中該目標(biāo)越明顯。計算公式為

(2)

式中，Is為最大旁瓣的強度值；Im為主瓣的強度。

1.1.3 積分旁瓣比

積分旁瓣比(integrated side lobe ratio,ISLR)定義為沖激響應(yīng)函數(shù)所有旁瓣能量之和與主瓣能量的比值，該指標(biāo)更加側(cè)重描述旁瓣相對于主瓣的重要性，即從SAR圖像中的亮目標(biāo)附近檢測出暗目標(biāo)的能力。為

(3)

式中，h(τ)表示距離向或者方位向的沖激響應(yīng)函數(shù)；[a,b]表示主瓣區(qū)間。

當(dāng)目標(biāo)的能量分散時會導(dǎo)致峰值旁瓣比和積分旁瓣比較高，在圖像上強目標(biāo)會呈現(xiàn)十字型對周圍暗目標(biāo)形成掩蓋。當(dāng)圖像對比度低時，圖像中充滿大量的陰影區(qū)域，此時，ISLR的值也比較大，一般過大的ISLR會導(dǎo)致目標(biāo)檢測過程中出現(xiàn)大量的虛假目標(biāo)。

1.1.4 相對輻射精度

相對輻射精度(relative radiation accuracy,RRA)可以通過計算多個具有相同標(biāo)稱后向散射系數(shù)值的點目標(biāo)的能量獲得，一周期的相對輻射精度計算方法為

(4)

1.2 基于面目標(biāo)的客觀評價指標(biāo)

基于面目標(biāo)的評價往往是對SAR圖像中具有相同后向散射特性的像元構(gòu)成的圖像區(qū)域進(jìn)行評價，其指標(biāo)包括均值、方差、等效視數(shù)和輻射分辨率。

1.2.1 均值和方差

圖像均值μ指的是對待評價區(qū)域的強度值進(jìn)行統(tǒng)計平均，該指標(biāo)可以反映圖像中所包含的所有地物目標(biāo)的平均后向散射系數(shù)的水平

(5)

式中，Ii,j為圖像在點(i,j)處的強度值；M×N為圖像的高度和寬度值。

圖像的方差σ2代表圖像中所有像素點的強度值偏離均值的程度，σ2反映了圖像的不均勻性

(6)

式中，σ為圖像的標(biāo)準(zhǔn)差。對SAR圖像單純地分析均值和方差，一方面是均值和方差可以反映圖像的整體特征，因為不同地物目標(biāo)的后向散射系數(shù)不同，在SAR圖像上的均值和方差也不同。一般來說，圖像的方差值越小，區(qū)域地形越均勻。另一方面，基于面目標(biāo)的客觀評價指標(biāo)的計算大都是基于均值和方差的，如后面提到等效視數(shù)、輻射分辨率等。

1.2.2 等效視數(shù)

圖像局部均勻區(qū)域的等效視數(shù)(equivalent number of looks,ENL)為成像以后的圖像強度的均值與標(biāo)準(zhǔn)差比值的平方。等效視數(shù)的計算公式為

(7)

ENL反映的是SAR圖像中所包含乘性噪聲的強度。ENL越小，圖像中包含的乘性噪聲越少，圖像質(zhì)量越高。

1.2.3 輻射分辨率

輻射分辨率(radiometric resolution,RadRes)是度量SAR圖像灰度級分辨能力的一項指標(biāo)，它通過描述各個像素點的輻射質(zhì)量來對目標(biāo)的后向散射系數(shù)進(jìn)行區(qū)分，輻射分辨率對SAR圖像的量化和判讀具有重要作用

(8)

2 數(shù)據(jù)結(jié)果處理與分析

2.1 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)選擇天繪二號01組衛(wèi)星的A星和B星降軌時圖像。衛(wèi)星運行的軌道高度為500 km，1景圖像幅寬為30 km，尺寸大小為10 000×10 000像素，圖像分辨率為3 m，分別選擇A星、B星于2019年5月26日18時25分、5月28日17時46分、6月8日19時35分3個不同時相經(jīng)過內(nèi)蒙古定標(biāo)場的6組數(shù)據(jù)，截取大小為1000×1000像素且包含均勻區(qū)域的圖像(圖2)進(jìn)行了圖像質(zhì)量評價和指標(biāo)驗證。其中基于點目標(biāo)的評價參數(shù)進(jìn)行計算時，截取了該圖范圍內(nèi)10個角反射器所在位置為點目標(biāo)，圖3對天繪二號A星5月26日的角反射器目標(biāo)進(jìn)行了單獨陳列，其他的數(shù)據(jù)形式與此相似，由于篇幅原因不予全部列出。而對基于面目標(biāo)的評價指標(biāo)進(jìn)行計算時，數(shù)據(jù)則截取原始圖像中相對均勻的區(qū)域(非同一區(qū)域)，本文處理部分為圖2所框選的均勻區(qū)域。

圖2 天繪二號01組A、B星3個不同時相圖像 Fig.2 Image of satellite TH-2-01 A，B in different temporal

圖3 天繪二號01組A星5月26日點目標(biāo)圖像Fig.3 Point target image of satellite TH-2-01 A on May 26th

根據(jù)1.1節(jié)和1.2節(jié)確定的基于點目標(biāo)和基于面目標(biāo)的客觀指標(biāo)計算方法，通過在Matlab 2018 a上進(jìn)行編程實現(xiàn)，計算得到3個不同時相圖像的客觀指標(biāo)值，結(jié)合天繪二號01組衛(wèi)星的設(shè)計指標(biāo)要求來評價其圖像質(zhì)量。另外，所選的區(qū)域包含人為布設(shè)的10個角反射器，在計算點目標(biāo)評價指標(biāo)空間分辨率、峰值旁瓣比和積分旁瓣比時，對10個角反射器形成的點目標(biāo)分別計算對應(yīng)的指標(biāo)然后取平均值作為最終的結(jié)果。而且，由于數(shù)據(jù)限制，相對輻射精度計算的是1景的值。

面目標(biāo)評價指標(biāo)和光學(xué)遙感衛(wèi)星質(zhì)量評價不同，對光學(xué)衛(wèi)星質(zhì)量評價時選擇清晰度、對比度和邊緣能量等指標(biāo)進(jìn)行評價，而在衡量SAR的成像質(zhì)量時，則是對成像后的整幅圖像中選擇分布均勻的區(qū)域進(jìn)行計算，以得到其對灰度級分辨能力和圖像包含乘性噪聲的強度的表征。

2.2 圖像質(zhì)量評價和分析

表1為不同時相衛(wèi)星圖像的各項客觀評價指標(biāo)的計算結(jié)果。天繪二號01組衛(wèi)星星地一體化SAR成像質(zhì)量要求指標(biāo)[7]與試驗值見表2。

表1 天繪二號01組A、B星不同時相圖像的客觀指標(biāo)值

表2 天繪二號01組SAR成像質(zhì)量要求指標(biāo)與實驗值

(1) 天繪二號01組衛(wèi)星SAR成像質(zhì)量與設(shè)計指標(biāo)分析。接下來對于試驗結(jié)果的客觀指標(biāo)進(jìn)行分析。選擇點目標(biāo)空間分辨率和峰值旁瓣比指標(biāo)進(jìn)行分析。對于空間分辨率，3個時間段的距離向和方位向空間分辨率都在2.7 m以內(nèi)，符合天繪二號衛(wèi)星的設(shè)計指標(biāo)3 m，其中5月28日B星距離向空間分辨率最高為1.7 m，空間分辨率平均值為2.2 m，相對于指標(biāo)要求提升了1.4倍。對于峰值旁瓣比，3個時間段方位向和距離向峰值旁瓣比均小于-21.2 dB，符合天繪二號衛(wèi)星的設(shè)計指標(biāo)小于-20 dB，其中6月8日A星距離向峰值旁瓣比最小為-25.4 dB，峰值旁瓣比均值為-23.2 dB，相對于指標(biāo)要求提升了3.2 dB。

對試驗得到的不同時相的6組數(shù)據(jù)的點目標(biāo)客觀評價指標(biāo)分別取最大值、最小值和平均值，然后與設(shè)計指標(biāo)對比，試驗結(jié)果顯示，天繪二號A星、B星的成像質(zhì)量均可以達(dá)到衛(wèi)星設(shè)計指標(biāo)的要求。相對于系統(tǒng)指標(biāo)要求，空間分辨率平均提升了1.4倍，峰值旁瓣比平均性能提升3.2 dB、積分旁瓣比平均性能提升7.3 dB，相對輻射精度平均性能提升1 dB。

(2) 天繪二號01組A星和B星對比。A星和B星的各項客觀評價指標(biāo)可視化結(jié)果如圖4所示，橫坐標(biāo)為客觀評價指標(biāo)，縱坐標(biāo)為各指標(biāo)對應(yīng)的值，紅色和藍(lán)色分別為A星和B星圖像的客觀評價指標(biāo)值。A星和B星的大部分客觀指標(biāo)基本相當(dāng)，但是距離向A星擁有更低的峰值旁瓣比，即在距離向成像質(zhì)量上A星略優(yōu)于B星。

圖4 天繪二號01組A、B星圖像的客觀評價值對比Fig.4 Objective assessment values and comparison of satellite TH-2-01 A, B image

(3) 天繪二號01組A、B星不同時相的點目標(biāo)客觀評價指標(biāo)如圖5所示。從積分旁瓣比和峰值旁邊比來看，距離向的結(jié)果優(yōu)于方位向，即在距離向上，點目標(biāo)的能量越集中，從雷達(dá)圖像中檢測出暗目標(biāo)和弱目標(biāo)的能力越強；從空間分辨率來看，距離向的結(jié)果略優(yōu)于方位向的結(jié)果；相對輻射精度維持在相對穩(wěn)定的水平。

圖5 天繪二號01組A、B星不同時相點目標(biāo)客觀評價值Fig.5 Objective assessment values based on point target of satellite TH-2-01 A, B in different temporal

2.3 客觀指標(biāo)對天繪二號衛(wèi)星圖像的應(yīng)用建議

基于前述的天繪二號衛(wèi)星圖像客觀指標(biāo)計算結(jié)果，可以對天繪二號衛(wèi)星圖像的應(yīng)用提出如下建議。

(1) 從點目標(biāo)的應(yīng)用角度分析?？臻g分辨率指標(biāo)能夠用于目標(biāo)特征與輪廓提取、回波散射分析、目標(biāo)區(qū)域成像，距離向和方位向空間分辨率越高，圖像成像精度越高。試驗結(jié)果表明，實際數(shù)據(jù)的空間分辨率相對于指標(biāo)要求提升1.1倍以上，由此，天繪二號衛(wèi)星最終成像能夠達(dá)到較高的精度指標(biāo)，能夠為今后在軌目標(biāo)區(qū)域選擇與分析提供高分辨率圖像。峰值旁瓣比和積分旁瓣比與圖像信噪比相關(guān)。峰值旁瓣比、積分旁瓣比的值越小，代表SAR圖像中目標(biāo)的能量越集中，目標(biāo)越明顯，最終的成像質(zhì)量越高，信噪比越好。實測數(shù)據(jù)的試驗結(jié)果表明，峰值旁瓣比性能提升為1.2～5.4 dB，積分旁瓣比性能提升為5～12.5 dB，由此，天繪二號圖像在后續(xù)目標(biāo)識別、目標(biāo)特征提取的應(yīng)用中具有可靠的質(zhì)量保證。相對輻射精度能夠?qū)τ趨^(qū)域內(nèi)目標(biāo)的定位以及最終目標(biāo)成像精度提供分析和判別?；诮欠瓷淦鞯南闰炆⑸淠芰啃畔⑾鄬椛渚龋軌蚪o出目標(biāo)相對于角反射器的能量相對值差別，為最終目標(biāo)的定位，以及在最終成像圖上的目標(biāo)判別，提供一定的先驗已知信息。根據(jù)3個時間點SAR圖像數(shù)據(jù)的計算結(jié)果，天繪二號衛(wèi)星圖像具有性能較高的相對輻射精度，并且穩(wěn)定性好，能夠為最終目標(biāo)定位提供準(zhǔn)確的位置信息。

(2) 從面目標(biāo)的應(yīng)用角度分析。方差指標(biāo)能夠?qū)τ趫D像區(qū)域內(nèi)的地形做一個較好地研判，方差越小代表地形越均勻，這對今后基于天繪衛(wèi)星圖像場景內(nèi)地形選擇，以及分析地形特征信息提供了一定的數(shù)據(jù)支撐能力。區(qū)域內(nèi)等效視數(shù)、輻射分辨率是基于均值與方差比值的平方計算得到，反映了SAR圖像所包含信息噪聲的強度。等效視數(shù)越小，輻射分辨率越大，乘性噪聲越少，對于天繪二號衛(wèi)星圖像而言，意味著圖像內(nèi)地形區(qū)域的成像質(zhì)量越好。

3 結(jié) 論

天繪二號01組衛(wèi)星是我國2019年4月30日發(fā)射的高分辨率合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，其衛(wèi)星圖像用于科學(xué)試驗研究、國土資源普查及測繪地理信息等多種用途。衛(wèi)星發(fā)射后，在在軌測試和驗證階段，對衛(wèi)星圖像進(jìn)行質(zhì)量評價是必要的，一方面可以驗證衛(wèi)星在軌測試數(shù)據(jù)是否和設(shè)計指標(biāo)相一致；另一方面衛(wèi)星圖像的質(zhì)量評價對衛(wèi)星后續(xù)的業(yè)務(wù)化運行管理和應(yīng)用具有較高的參考價值。目前，國內(nèi)尚未對天繪二號01組A星和B星圖像質(zhì)量進(jìn)行報道。因此，為了更好地分析天繪二號01組衛(wèi)星數(shù)據(jù)未來在不同場景下的應(yīng)用并為之提供參考，本文利用不同時相的衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)，通過多種SAR圖像質(zhì)量評價指標(biāo)對天繪二號01組A星和B星進(jìn)行了評價和分析?？陀^指標(biāo)分析表明，天繪二號衛(wèi)星圖像的空間分辨率、峰值旁瓣比、積分旁瓣比、相對輻射精度相比于系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)均有性能提升，這意味著天繪二號衛(wèi)星圖像在后續(xù)的目標(biāo)區(qū)域選擇與分析、圖像目標(biāo)識別、目標(biāo)特征提取等應(yīng)用中具有可靠的精度保證。不同時相的對比試驗結(jié)果顯示，A星和B星在大多數(shù)客觀指標(biāo)上持平，而且普遍存在距離向上的能量比方位向上的能量更集中，方位向的空間分辨率高于距離向。但是，距離向A星擁有更高的峰值旁瓣比，即在距離向信號強度上A星略優(yōu)于B星。因此，在后續(xù)試驗分析中，可以針對不同的需求，選擇A星或者B星在某個方向(方位向或距離向)的數(shù)據(jù)進(jìn)行定量化的分析研究。同時這些評價指標(biāo)可以作為后續(xù)圖像處理性能提高的參考。

由于天繪二號01組衛(wèi)星在軌運行時間較短，適合對比評價的同一個區(qū)域不同時相的圖像數(shù)據(jù)有限。隨著數(shù)據(jù)量的增加，會開展進(jìn)一步的綜合評價，即采用深度學(xué)習(xí)的方法，將大量標(biāo)記等級標(biāo)準(zhǔn)的圖像客觀評價指標(biāo)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，以主觀評價等級作為分類的標(biāo)準(zhǔn)，去訓(xùn)練一個主觀評價模型，獲取符合人類視覺感知的綜合評價結(jié)果。另外，未來可以研究天繪二號衛(wèi)星同其他高分辨率立體測繪SAR衛(wèi)星成像質(zhì)量的對比分析，從而精確定位天繪二號衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域。最后，對成像后的圖像計算清晰度、對比度、陡度、邊緣能量、細(xì)節(jié)能量及信噪比等指標(biāo)，并將試驗結(jié)果與天繪一號光學(xué)遙感衛(wèi)星圖像進(jìn)行對比，分析SAR圖像和光學(xué)遙感圖像的質(zhì)量，確定不同來源數(shù)據(jù)的應(yīng)用途徑。