Dissertationen - DGK

Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2 Zielsetzung dieser Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.3 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2 Radar mit synthetischer Apertur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1 Grundprinzip und Auflösung abbildender Radarsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.1 Grundprinzip abbildender Radarsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.2 Auflösung in Entfernung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1.3 Auflösung in Azimut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2 Geometrisch bedingte Abbildungseffekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.1 Foreshortening, Layover, Schatten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.2 Spezielle geometrische Effekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.3 Geokodierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3 Radiometrische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3.1 Die Radargleichung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3.2 Einfluss objektspezifischer Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3.3 Radiometrische Kalibrierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.4 Statistische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4.1 Der Speckle-Effekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.4.2 Statistische Eigenschaften homogener Flächen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4.3 Speckle-Reduzierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.5 SAR-Polarimetrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.6 SAR-Systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3 Bisherige Arbeiten zur automatischen Straßenextraktion . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.1 Modellierung und Strategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.1.1 Straßenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.1.2 Kontextmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.1.3 Extraktionsstrategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.2 Verfahren zur automatischen Straßenextraktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.2.1 Verfahren für optische Bilddaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.2.2 Verfahren für SAR-Bilddaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.2.3 Folgerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.3 Der TUM-LOREX-Ansatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47