JP2001091649A - 合成開口レーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置 - Google Patents

合成開口レーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置

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Kazuji Sasaki
和司 佐々木
Hideyuki Izumi
秀幸 和泉
Seiji Mizuno
政治 水野
Fumiko Takahashi
史子 高橋
Masanori Hamakubo
眞紀 濱窪
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 合成開口レーダ画像の精密幾何補正における
地上基準点の選択が容易にでき、かつ正確な位置情報を
得ることができる合成開口レーダ画像精密幾何補正用地
上基準点装置を得る。 【解決手段】 コーナリフレクタ等の受動型反射器を主
として構成される合成開口レーダ画像精密幾何補正用地
上基準点装置を合成開口レーダ画像撮像視野内に設置
し、それらの反射器からの強い反射によりできる合成開
口レーダ画像上の白い輝点を地上基準点とし、正確な精
密幾何補正画像を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は衛星等の飛しょう
体により取得した合成開口レーダ画像を精密幾何補正す
る際の地上基準点を得るための装置に関するものであ
る。なお、ここでは説明の便宜上衛星で取得した合成開
口レーダ画像を精密幾何補正する際の地上基準点を得る
ための装置について以下に説明する。
【0002】
【従来の技術】衛星画像による広域の地表観測は、作物
の収穫高見積り、森林伐採等環境破壊の監視、さらには
洪水等の災害の被害状況の把握を行う上で重要である。
特に合成開口レーダ画像による地表観測は、全天候性と
いった点からも重要視されている。このような衛星画像
による広域地表観測においては、衛星画像の画像座標系
を地図座標系により正確に対応させることが重要とな
る。これらの補正は、一般には衛星の位置、姿勢データ
や地球の幾何学的なモデル、およびセンサの幾何学的特
性データを用いて行われるが、これらの諸データに含ま
れる誤差に起因する歪を補正することはできない。そこ
で、地図などで緯経度が既知の点(地上基準点)と対応
する画像上の点とを対とするデータを用いることにより
それらの歪を除去することで画像座標系と地図座標系と
の対応精度を向上させる。この処理を精密幾何補正と呼
ぶ。
【0003】図10は精密幾何補正の処理を説明する図
であり、1は精密幾何補正される衛星画像、2は地図、
3は精密幾何補正される画像上の地上基準点、4は地図
上の地上基準点、5は精密幾何補正された衛星画像であ
る。一般的には、精密幾何補正される衛星画像1から位
置が確実に特定できる画素を見つけ出し、それを精密幾
何補正される画像上の地上基準点3とする。次に、その
精密幾何補正される画像上の地上基準点3に対応する位
置を地図2から探し、その座標を地図上の地上基準点4
とする。これらの地上基準点対を複数選び、アフィン変
換等で精密幾何補正される衛星画像1を座標変換するこ
とで精密幾何補正された衛星画像5を得る。これらの地
上基準点には、一般的には建造物、橋梁、特徴的な地形
等を目視により判断された画素が用いられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来行われている衛星
画像の精密幾何補正では、その補正の精度が目視による
地上基準点の選択に大きく依存するといっても過言では
ない。光学画像の精密幾何補正の場合、画像そのものが
写真に近いものであり人間の目に馴染みやすいといった
ことから、地上基準点の選択が比較的容易である。これ
に対し合成開口レーダ画像の精密幾何補正の場合、画像
は電波の反射を映し出したものであり、またレイオーバ
ー、フォアショートニングといった合成開口レーダ画像
特有の現象による歪が生じることからも地上基準点の選
択は非常に困難であった。しかしながら合成開口レーダ
画像は、取得対象地域の雲量等の気象条件に依存せず継
続的に得られることから、近年その利用が非常に期待さ
れている。
【0005】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたものであり、合成開口レーダ画像の精密幾何補
正における地上基準点の選択が容易にでき、かつ正確な
位置情報を得ることができる合成開口レーダ画像精密幾
何補正用地上基準点装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明の合成開口レ
ーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置は、衛星に搭載
された合成開口レーダから照射される電波を前記衛星の
方向に反射するためのコーナリフレクタ等の受動型反射
器を用いた受動型反射手段を備えるものである。
【0007】また第2の発明の合成開口レーダ画像精密
幾何補正用地上基準点装置は、前記受動型反射手段を複
数備えるものである。
【0008】第3の発明の合成開口レーダ画像精密幾何
補正用地上基準点装置は、モータ等の動力により前記受
動型反射手段の向きを前記衛星等の飛しょう体の飛行方
向に向けるための反射体制御手段を備えるものである。
【0009】また第4の発明の合成開口レーダ画像精密
幾何補正用地上基準点装置は、前記受動型反射手段を移
動するための自動車等の移動手段を備えるものである。
【0010】第5の発明の合成開口レーダ画像精密幾何
補正用地上基準点装置は、前記受動型反射手段と反射体
制御手段を移動させる移動手段を備えるものである。
【0011】また第6の発明の合成開口レーダ画像精密
幾何補正用地上基準点装置は、前記受動型反射手段の位
置を正確に測位するためのDGPS等の航法システムを
用いた測位手段を備えるものである。
【0012】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明に
よる合成開口レーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置
の実施の形態1の構成を示すもので、6は受動型反射手
段、7は衛星から送信された電波、8は受動型反射手段
6により反射された電波である。図1において衛星から
送信された電波7は、受動型反射手段6により反射され
た電波8として送信方向と反対方向に反射される。
【0013】以下に、前記合成開口レーダ画像精密幾何
補正用地上基準点装置を用いた合成開口レーダ画像精密
幾何補正の一例を示す。図2は合成開口レーダ画像精密
幾何補正用地上基準点装置と衛星の関係を示す図であ
り、9は地表面、10は撮像視野、11は合成開口レー
ダ画像精密幾何補正用地上基準点装置、12は電波、1
3は衛星である。図2において、衛星13から送信され
た電波12は地表面9上の撮像視野10内に設置された
合成開口レーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置11
で反射され、再び衛星13に戻る。図3は前記合成開口
レーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置を用いて撮像
された合成開口レーダ画像の図であり、14は合成開口
レーダ画像、15は白い輝点である。前記合成開口レー
ダ画像精密幾何補正用地上基準点装置により電波が反射
された地点は、それ以外の地点より強い反射が起こるた
め図3の合成開口レーダ画像14において白い輝点15
のように映し出される。この白い輝点15に対応する緯
経度情報は前記合成開口レーダ画像精密幾何補正用地上
基準点装置の設置位置から既知であるため、前記合成開
口レーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置の設置位置
を撮像視野10内に複数設置することにより合成開口レ
ーダ画像14を容易に精密幾何補正することができる。
【0014】実施の形態2.図4はこの発明のよる合成
開口レーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置の実施の
形態2の構成を示すもので、16は左向きに取り付けら
れた受動型反射手段、17は右向きに取り付けられた受
動型反射手段、18は左上方向からの電波、19は右上
方向からの電波である。左上方向からの電波18は左向
きに取り付けられた受動型反射手段16によって反射さ
れる。また右上方向からの電波19は右向きに取り付け
られた受動型反射手段17によって反射される。
【0015】実施の形態3.図5はこの発明のよる合成
開口レーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置の実施の
形態3の構成を示すもので、20は反射体制御手段であ
る。反射体制御手段20は、電波12の入射方向に従い
受動型反射手段6の向きを制御する。そして電波12は
受動型反射手段6により反射される。
【0016】実施の形態4.図6はこの発明のよる合成
開口レーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置の実施の
形態4の構成を示すもので、21は移動手段である。受
動型反射手段6は、移動手段21により任意の位置に移
動する。そして電波12は受動型反射手段6により反射
される。
【0017】実施の形態5.図7はこの発明のよる合成
開口レーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置の実施の
形態5の構成を示すものである。受動型反射手段6は、
移動手段21により任意の位置に移動する。そして反射
体制御手段20は、電波12の入射方向に従い受動型反
射手段6の向きを制御し、電波12は受動型反射手段6
により反射される。
【0018】実施の形態6.図8はこの発明のよる合成
開口レーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置の実施の
形態6の構成を示すものであり、22はDGPS等の航
法システムを用いた測位手段である。受動型反射手段6
は、移動手段26により任意の位置に移動する。そして
電波12は受動型反射手段6により反射される。その
際、受動型反射手段6の位置情報がDGPS等の航法シ
ステムを用いた測位手段22により測位され、その情報
が精密幾何補正を行う際の位置情報として利用される。
【0019】実施の形態7.図9はこの発明のよる合成
開口レーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置の実施の
形態7の構成を示すものである。受動型反射手段6は、
移動手段21により任意の位置に移動する。そして反射
体制御手段20は、電波12の入射方向に従い受動型反
射手段6の向きを制御し、電波12は受動型反射手段6
により反射される。その際、受動型反射手段6の位置情
報が測位手段22により測位され、その情報が精密幾何
補正を行う際の位置情報として利用される。
【0020】
【発明の効果】第1の発明によれば、従来困難であった
合成開口レーダ画像の精密幾何補正における地上基準点
の選択が容易にでき、かつ正確な位置情報を得ることが
できる。これにより、前記合成開口レーダ画像の精密幾
何補正における作業の簡単化と前記合成開口レーダ画像
を精密幾何補正することにより生成される精密幾何補正
画像の精度向上の効果が得られる。さらに、近年合成開
口レーダの全天候性から合成開口レーダ画像による干渉
SAR技術等を利用した数値標高地図の作成が注目され
ており、前記数値標高地図の精度向上の効果も得られ
る。
【0021】また、第2の発明によれば、合成開口レー
ダ画像を撮像する飛しょう体からの撮像方向が常に決ま
っている場合においても、合成開口レーダ画像精密幾何
補正用地上基準点装置の設置状況を変更せずに、第1の
発明と同様の効果が得られる。
【0022】第3の発明によれば、合成開口レーダ画像
を撮像する飛しょう体からの撮像方向が任意の場合にお
いても、合成開口レーダ画像精密幾何補正用地上基準点
装置の設置状況を変更せずに、第1の発明と同様の効果
が得られる。
【0023】また、第4の発明によれば、合成開口レー
ダ画像を撮像する飛しょう体からの撮像領域の広さが任
意の場合においても、その撮像領域へ移動することによ
り、第1の発明と同様の効果が得られる。
【0024】第5の発明によれば、合成開口レーダ画像
を撮像する飛しょう体からの撮像方向および撮像領域の
広さが任意の場合においても、その撮像領域へ移動する
ことにより、第1の発明と同様の効果が得られる。
【0025】また、第6の発明によれば、合成開口レー
ダ画像を撮像する飛しょう体からの撮像領域の広さが任
意の場合においても、その撮像領域へ移動することによ
り、第1の発明と同様の効果が得られる。また、DGP
S等の航法システムを用いた測位手段により測位された
位置情報を地上基準点の位置情報として利用することが
できる。
【0026】第6の発明によれば、合成開口レーダ画像
を撮像する飛しょう体からの撮像方向および撮像領域の
広さが任意の場合においても、その撮像領域へ移動する
ことにより、第1の発明と同様の効果が得られる。ま
た、DGPS等の航法システムを用いた測位手段により
測位された位置情報を地上基準点の位置情報として利用
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による合成開口レーダ画像精密幾何
補正用地上基準点装置の実施の形態1の構成を示す図で
ある。
【図2】 この発明による合成開口レーダ画像精密幾何
補正用地上基準点装置の実施の形態1の前記合成開口レ
ーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置と衛星の関係を
示す図である。
【図3】 この発明による合成開口レーダ画像精密幾何
補正用地上基準点装置の実施の形態1の前記合成開口レ
ーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置を用いて撮像さ
れた合成開口レーダ画像の図である。
【図4】 この発明による合成開口レーダ画像精密幾何
補正用地上基準点装置の実施の形態2の構成を示す図で
ある。
【図5】 この発明による合成開口レーダ画像精密幾何
補正用地上基準点装置の実施の形態3の構成を示す図で
ある。
【図6】 この発明による合成開口レーダ画像精密幾何
補正用地上基準点装置の実施の形態4の構成を示す図で
ある。
【図7】 この発明による合成開口レーダ画像精密幾何
補正用地上基準点装置の実施の形態5の構成を示す図で
ある。
【図8】 この発明による合成開口レーダ画像精密幾何
補正用地上基準点装置の実施の形態6の構成を示す図で
ある。
【図9】 この発明による合成開口レーダ画像精密幾何
補正用地上基準点装置の実施の形態7の構成を示す図で
ある。
【図10】 精密幾何補正の処理を説明する図である。
【符号の説明】
1 精密幾何補正される衛星画像、2 地図、3 精密
幾何補正される画像上の地上基準点、 4 地図上の地
上基準点、5 精密幾何補正された衛星画像、6 受動
型反射手段、7 衛星から送信された電波、8 受動型
反射手段6により反射された電波、9 地表面、10
撮像視野、11 合成開口レーダ画像精密幾何補正用地
上基準点装置、12 電波、13 衛星、14 合成開
口レーダ画像、15 白い輝点、16 受動型反射手
段、17 受動型反射手段、18左上方向からの電波、
19 右上方向からの電波、 20 反射体制御手段、
21 移動手段、22 測位手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 政治 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 高橋 史子 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 濱窪 眞紀 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5J062 AA01 BB01 CC07 EE04 GG02 5J070 AE07 AF08 AK04 AK22 AL01 BE02

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 衛星等の飛しょう体により取得した合成
    開口レーダ画像を精密幾何補正する際の地上基準点を得
    る 合成開口レーダ画像精密幾何補正用地上基準点装置
    において、前記合成開口レーダから照射される電波を前
    記飛しょう体の方向に反射するためのコーナリフレクタ
    等の受動型反射器を用いた受動型反射手段を備えたこと
    を特徴とする合成開口レーダ画像精密幾何補正用地上基
    準点装置。
  2. 【請求項2】 前記受動型反射手段を複数備えたことを
    特徴とする請求項1記載の合成開口レーダ画像精密幾何
    補正用地上基準点装置。
  3. 【請求項3】 モータ等の動力により前記受動型反射手
    段の向きを前記衛星等の飛しょう体の飛行方向に向ける
    ための反射体制御手段を設けたことを特徴とする請求項
    1記載の合成開口レーダ画像精密幾何補正用地上基準点
    装置。
  4. 【請求項4】 前記受動型反射手段を移動するための自
    動車等の移動手段を設けたことを特徴とする請求項1〜
    3いずれか記載の合成開口レーダ画像精密幾何補正用地
    上基準点装置。
  5. 【請求項5】 前記受動型反射手段と前記反射体制御手
    段を移動するための自動車等の移動手段を設けたことを
    特徴とする請求項3記載の合成開口レーダ画像精密幾何
    補正用地上基準点装置。
  6. 【請求項6】 前記受動型反射手段の位置を測位するた
    めにDGPS等の航法システムを用いた測位手段を設け
    たことを特徴とする請求項4又は5記載の合成開口レー
    ダ画像精密幾何補正用地上基準点装置。
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