新型SAR對(duì)地環(huán)境觀測(cè)

郭華東，吳文瑾，張 珂，李新武

1.可持續(xù)發(fā)展大數(shù)據(jù)國(guó)際研究中心，北京 100094；2.數(shù)字地球重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院，北京 100094；3.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049

合成孔徑雷達(dá)(synthetic aperture radar,SAR)系統(tǒng)具有不受天氣、日夜影響的優(yōu)良特性，因而在實(shí)時(shí)地表信息獲取、多云霧地區(qū)測(cè)繪、時(shí)序動(dòng)態(tài)分析等方面扮演著重要角色。自1957年密歇根大學(xué)采用機(jī)載平臺(tái)獲得第一張SAR影像之后，半導(dǎo)體技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，SAR系統(tǒng)和信息提取技術(shù)也獲得了持續(xù)更新[1]。截至目前，SAR對(duì)地觀測(cè)技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了4個(gè)階段的更迭[2]，其中近十幾年來(lái)以多模式、多角度、多維度、大幅寬、高分辨率、多基協(xié)同等技術(shù)為代表的發(fā)展階段被稱為第4階段SAR或新型SAR。這同時(shí)也是SAR影像大量由軍用走向民用、由商業(yè)走向免費(fèi)、用戶數(shù)量和應(yīng)用范圍大幅激增的重要階段。在此背景下，本文從SAR對(duì)地觀測(cè)技術(shù)、信息提取技術(shù)及應(yīng)用3個(gè)方面總結(jié)了這一個(gè)發(fā)展階段中SAR的特點(diǎn)和能力，展望了其發(fā)展趨勢(shì)以及在測(cè)繪領(lǐng)域可發(fā)揮的作用與優(yōu)勢(shì)，以期推動(dòng)SAR在測(cè)繪領(lǐng)域的發(fā)展。

1 新型SAR觀測(cè)技術(shù)

2010年以來(lái)，中國(guó)高分三號(hào)[3]、天繪二號(hào)[4]，歐空局(ESA)Sentinel-1[5]、BIOMASS[6]，德國(guó)TanDEM-L[7]，加拿大RADARSAT Constellation Mission(RCM)[8]等星載SAR任務(wù)的預(yù)定和運(yùn)行，以及各類先進(jìn)機(jī)載SAR設(shè)備的問(wèn)世標(biāo)志著新型SAR對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展。這一階段SAR系統(tǒng)普遍具有大幅寬、高分辨率、多維度甚至多角度觀測(cè)能力，月基SAR等概念系統(tǒng)的理論模型也逐步完善，在硬件層面為大范圍、多層次、精細(xì)對(duì)地觀測(cè)信息的快速獲取奠定了基礎(chǔ)，這將為大面積高精度地表測(cè)繪提供極大便利。

1.1 大幅寬觀測(cè)

大的測(cè)繪帶寬是實(shí)現(xiàn)大范圍宏觀信息獲取及高頻率重訪的必要要求。為解決SAR在觀測(cè)寬度和分辨率方面對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)需求中的矛盾[9]，研究人員提出了多種觀測(cè)波束拓展和重構(gòu)技術(shù)。方位向多波束通過(guò)在方位向發(fā)射多個(gè)窄帶波束或分解寬波束再重構(gòu)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)方位向高分辨率寬幅觀測(cè)[10-13]，此類技術(shù)已在高分三號(hào)系統(tǒng)中得到應(yīng)用。變脈沖重復(fù)頻率通過(guò)周期性改變脈沖重復(fù)頻率，將集中的回波盲區(qū)分散在整個(gè)成像帶內(nèi)[14]，從而對(duì)距離向連續(xù)成像，形成距離向大帶寬。俯仰向數(shù)字波束合成可在寬波束信號(hào)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高增益以提高系統(tǒng)信噪比，目前在機(jī)載系統(tǒng)中得到了論證。多發(fā)多收技術(shù)通過(guò)更多的收發(fā)端在高分辨率寬幅成像的同時(shí)實(shí)現(xiàn)多模式協(xié)同，已獲得試驗(yàn)論證[15-17]。隨著這些技術(shù)的落實(shí)及推廣，SAR系統(tǒng)的重訪能力和信噪比仍有同步提升的空間，這將進(jìn)一步減輕影像拼接、去噪等處理任務(wù)，提高對(duì)地球動(dòng)態(tài)信息的追蹤和分析能力。

除改變波束策略以外，提高軌道高度也是增大測(cè)繪帶寬的重要手段。SAR衛(wèi)星系統(tǒng)軌道一般在2000 km以下，而目前已有研究表明，地球同步軌道衛(wèi)星(高度約3.6萬(wàn)km)可通過(guò)其與地球之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成合成孔徑，從而滿足SAR成像原理，理論上具備小時(shí)級(jí)重訪能力、甚至可通過(guò)設(shè)計(jì)脈沖重復(fù)頻率變化實(shí)現(xiàn)凝視觀測(cè)[18]，預(yù)期可為臺(tái)風(fēng)登陸、火山爆發(fā)、地震等災(zāi)情監(jiān)測(cè)帶來(lái)新機(jī)遇。

1.2 高分辨率及毫米波觀測(cè)

高空間分辨率可顯著增強(qiáng)影像的描述能力，提供更豐富的地物細(xì)節(jié)并有助于小型地物的識(shí)別和分析。目前多數(shù)機(jī)載SAR系統(tǒng)及SAR-Lupe[19]等星載SAR系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)空間分辨率。其中在距離向的實(shí)現(xiàn)主要依靠增大信號(hào)帶寬，在方位向則可通過(guò)聚束和滑動(dòng)聚束模式增加合成孔徑積累時(shí)間。

特別地，毫米波因多方面優(yōu)勢(shì)成為越來(lái)越多高分辨率SAR系統(tǒng)的選擇[20]，包括：工作頻率高(30～300 GHz)，易獲得大帶寬和距離向高分辨率；天線尺寸小，易小型化；干涉基線短，同條件下高度向分辨率更高；穿透弱，影像輪廓清晰等。目前毫米波SAR系統(tǒng)在機(jī)載平臺(tái)已經(jīng)非常成熟，如德國(guó)的MEMPHIS系統(tǒng)[21]，美國(guó)Sandia實(shí)驗(yàn)室的Ka SAR[22]，中國(guó)北京無(wú)線電測(cè)量研究所的CAMSAR[23-24]等。相比之下，星載毫米波SAR報(bào)道較少，我國(guó)齊魯一號(hào)搭載Ka波段SAR于2021年成功發(fā)射，美國(guó)的表面水及海洋地形任務(wù)(surface water ocean topography, SWOT)將搭載Ka波段雙站干涉SAR(Ka-band radar interferometer,KaRIn)，用于獲取厘米級(jí)精度的海洋表面高度[25]，為海洋測(cè)繪開(kāi)啟新篇章。

1.3 多角度觀測(cè)

多角度SAR系統(tǒng)可從不同方位角對(duì)地表進(jìn)行觀測(cè)，獲得地物的各向異性信息，一定程度上消除陰影和疊掩，還可對(duì)散射體的高程進(jìn)行解算[26-27]，具體可通過(guò)斜視掃描、寬方位波束觀測(cè)、圓跡觀測(cè)等方式實(shí)現(xiàn)。斜視成像算法的成熟為大斜視掃描奠定了基礎(chǔ)[28]，使得SAR系統(tǒng)能通過(guò)改變斜視角(波束的方位指向)對(duì)平臺(tái)前后區(qū)域成像，從而獲得多角度信息。寬方位波束SAR具有較大的方位向視角，可通過(guò)子孔徑分解獲取地物的多角度信息[29]，因其能獲得的角度范圍有限，主要用來(lái)識(shí)別各向異性地物，可用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的建筑物分布提取[30-31]。圓跡觀測(cè)將觀測(cè)波束固定指向感興趣地物，通過(guò)平臺(tái)繞飛獲得360°的觀測(cè)信息，旨在實(shí)現(xiàn)高分辨率三維信息重建[32-34]。此外，還可通過(guò)正交或反向飛行實(shí)現(xiàn)多角度觀測(cè)，在道路等方向性地物的提取中優(yōu)勢(shì)明顯[35-36]。

1.4 多星/多基協(xié)同觀測(cè)

近年來(lái)發(fā)射的大型星載SAR系統(tǒng)多為多星模式，小型商業(yè)SAR星座也在快速發(fā)展，芬蘭ICEYE[37]、美國(guó)CapellaSpace[38]、日本Synspective[39]等公司均已布建SAR衛(wèi)星星座，我國(guó)的海絲[40]、齊魯小衛(wèi)星星座中的首顆SAR衛(wèi)星也已發(fā)射升空。多星組網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)更廣泛的覆蓋能力和更短的重復(fù)周期，如Sentinel-1重訪周期由單星的12 d降低至雙星6 d[41]，加拿大雷達(dá)衛(wèi)星星座任務(wù)(RCM)能夠?qū)Ρ睒O地區(qū)每天重訪4次[8]，TerraSAR-X/PAZ衛(wèi)星星座具備全球單日重訪能力。此外，將SAR系統(tǒng)的發(fā)射和接收天線分設(shè)于多個(gè)平臺(tái)上可構(gòu)建多基協(xié)同觀測(cè)[42-44]，利于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)基線及不同長(zhǎng)度基線的干涉測(cè)量，從而獲得更好的高度向測(cè)量精度或動(dòng)目標(biāo)分析能力[45-46]。多星/多基協(xié)同系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展將大力促進(jìn)SAR系統(tǒng)在三維/四維信息獲取方面的應(yīng)用，提高地形測(cè)繪精度。

1.5 月基SAR觀測(cè)

人造衛(wèi)星和機(jī)載平臺(tái)只能對(duì)地球上有限區(qū)域進(jìn)行短暫觀測(cè)，信息獲取的宏觀性和連續(xù)性受到限制。月球是地球唯一的自然衛(wèi)星，是提供長(zhǎng)期、穩(wěn)定對(duì)地觀測(cè)的最佳選擇。相對(duì)于星載SAR，月基SAR的優(yōu)勢(shì)包括：測(cè)繪帶寬高于星載SAR一個(gè)數(shù)量級(jí)；可通過(guò)分布式SAR形成長(zhǎng)期穩(wěn)定的干涉基線，獲取比星載SAR高一至兩個(gè)量級(jí)精度的地形和形變測(cè)繪能力；通過(guò)合理維護(hù)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)高于星載平臺(tái)的工作壽命，提供長(zhǎng)期一致的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)等[47-49]。近年來(lái)，有關(guān)學(xué)者在月基SAR原理及關(guān)鍵技術(shù)方面開(kāi)展了豐富的研究。在系統(tǒng)方面，對(duì)單/多站月基SAR觀測(cè)幾何[50-52]、信號(hào)歷程[53-54]、系統(tǒng)參數(shù)特征[55]和選址[56]進(jìn)行了分析；在成像方面，論證了地球曲率和月球公轉(zhuǎn)效應(yīng)對(duì)成像的影響，并開(kāi)展了成像仿真[57-58]；在圖像處理方面，提出了月基SAR輻射定標(biāo)和幾何校正方法；在應(yīng)用方面，提出了針對(duì)固體潮形變的月基重軌及多基線干涉方案[59-61]。月基SAR觀測(cè)的實(shí)現(xiàn)預(yù)期將為大尺度、長(zhǎng)周期地表觀測(cè)開(kāi)拓更多的發(fā)展空間[62-63]。

2 新型SAR信息提取技術(shù)

分辨率的提高使得SAR影像所包含的地物細(xì)節(jié)極大豐富，但同時(shí)也導(dǎo)致影像散射機(jī)理特性改變。在高分辨率SAR影像中，地物通常表現(xiàn)為點(diǎn)、線等在空間上不連續(xù)的零散結(jié)構(gòu)，這使得很多傳統(tǒng)圖像處理方法不再適用，加之新的觀測(cè)模式為更豐富信息的獲取提供了可能，新型SAR信息提取方法和技術(shù)大量涌現(xiàn)。

2.1 雜交介質(zhì)統(tǒng)計(jì)建模

斑點(diǎn)噪聲是SAR影像的固有特性，受其影響，SAR影像上一個(gè)像元的散射強(qiáng)度并不能直接與該點(diǎn)地物的后向散射系數(shù)相對(duì)應(yīng)，因此統(tǒng)計(jì)建模是SAR影像描述的重要手段。傳統(tǒng)SAR統(tǒng)計(jì)建模中認(rèn)為地表在小窗口范圍內(nèi)是均質(zhì)的，即不存在主導(dǎo)性散射體[64]。而隨著分辨率的提高，這一假設(shè)不再成立。研究人員提出很多描述強(qiáng)散射中心疊加均質(zhì)地物的雜交介質(zhì)模型，包括基于Rician分布[31]，復(fù)廣義高斯分布(CGGD)[24]、廣義gamma分布[65]，stable-Rayleigh分布[66]，廣義高斯Rayleigh分布[67]的方法等，并在高分辨率SAR影像濾波[68]、分割分類[69]、邊緣提取[70]、地物識(shí)別[71]等任務(wù)中發(fā)揮了重要作用。

2.2 時(shí)頻分解

時(shí)頻分解通過(guò)構(gòu)建一個(gè)時(shí)間和頻率的二維聯(lián)合分布來(lái)分析統(tǒng)計(jì)量隨時(shí)間或空間改變的信號(hào)[72]，是挖掘SAR影像中地物各向異性及運(yùn)動(dòng)信息的重要手段[73-75]，還可進(jìn)一步被用于成像優(yōu)化[76-77]及變化檢測(cè)中[78]。近年來(lái)，針對(duì)寬幅SAR中的信號(hào)干擾問(wèn)題，研究學(xué)者提出了基于低秩稀疏矩陣分解的時(shí)頻分析方法[79]。在時(shí)頻分解中結(jié)合極化信息及深度學(xué)習(xí)技術(shù)為主要的發(fā)展趨勢(shì)，相關(guān)方法在圖像分類、船只等目標(biāo)檢測(cè)等方面體現(xiàn)出了優(yōu)異的性能[80-82]。目前在SAR領(lǐng)域中應(yīng)用的時(shí)頻分析方法還主要局限在短時(shí)傅里葉變換，它通過(guò)對(duì)SAR影像的二維傅里葉頻譜進(jìn)行加窗，再截取每個(gè)窗口頻譜變換到空域形成子孔徑圖像[83]。但該方法存在時(shí)間和空間分辨率無(wú)法同時(shí)提高的問(wèn)題，會(huì)限制信息提取的精度。時(shí)頻窗口更為靈活的分解方法在SAR領(lǐng)域中還有待應(yīng)用和發(fā)展。

2.3 深度學(xué)習(xí)

分辨率提高帶來(lái)的SAR影像場(chǎng)景復(fù)雜性加大使得傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)和人工制作特征帶來(lái)的局限性日益明顯。深度學(xué)習(xí)通過(guò)非線性地聯(lián)合數(shù)十甚至數(shù)百層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)特征提取和篩選，在近年來(lái)得到飛速發(fā)展?；谏疃葘W(xué)習(xí)的圖像信息提取方法通常以卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(convolutional neural network,CNN)為核心，對(duì)多層次的上下文信息進(jìn)行自主挖掘和集成，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)圖像的精細(xì)描述和高度抽象。在SAR領(lǐng)域中，深度學(xué)習(xí)技術(shù)已被成功用于復(fù)雜場(chǎng)景分類、圖像分割、像素級(jí)平滑分類、特殊目標(biāo)檢測(cè)等處理中[84-86]。特別地，針對(duì)SAR原始數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)特性及極化、干涉等特色信息利用的SAR專用深度網(wǎng)絡(luò)也被相繼提出，顯著提升了SAR信息提取的智能程度和穩(wěn)健性[87-91]。然而，受限于現(xiàn)有SAR數(shù)據(jù)標(biāo)注樣本的體量和構(gòu)建難度，深度學(xué)習(xí)在SAR領(lǐng)域中發(fā)揮的作用還非常初級(jí)，弱監(jiān)督甚至無(wú)監(jiān)督的方法模型亟待發(fā)展，并正在成為這一領(lǐng)域主要的發(fā)展趨勢(shì)。

2.4 壓縮感知

壓縮感知(compressed sensing,CS)[92-95]是一種稀疏信號(hào)采樣及重構(gòu)方法，即可以在避免信號(hào)損失的前提下用遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣定理要求的速率進(jìn)行信號(hào)采樣與重構(gòu)。它采用一個(gè)與稀疏基不相關(guān)的感知矩陣，將高維信號(hào)投影到一個(gè)低維空間上，然后通過(guò)求解一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題，從少的投影中以高概率重構(gòu)出原信號(hào)[96]。目前壓縮感知技術(shù)已廣泛應(yīng)用于SAR影像的超分辨率成像和三維、四維層析成像中，如建筑物三維結(jié)構(gòu)高精度反演[97]、森林垂直結(jié)構(gòu)重建[98]等工作。目前主要的發(fā)展趨勢(shì)集中在顧及散射機(jī)制的極化層析、永久散射體差分層析[99]、聯(lián)合壓縮感知與深度學(xué)習(xí)的三維超分辨率成像[100]以及陣列前視成像[101]等方向。相關(guān)技術(shù)的發(fā)展將大力支撐對(duì)存在垂直結(jié)構(gòu)地物的精細(xì)信息提取。

3 新型SAR的應(yīng)用

新的SAR觀測(cè)模式和信息提取手段帶來(lái)了更豐富、更高精度的信息獲取能力，為SAR系統(tǒng)在城市管理、植被調(diào)查、極地與海洋測(cè)繪、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)了更多機(jī)遇。不受云雨影響的高重訪周期、超寬幅成像、媲美光學(xué)影像的平滑地物分類、高度維精細(xì)成像等新特性使SAR系統(tǒng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

3.1 城市管理

基于SAR數(shù)據(jù)的城市土地覆蓋/利用分類及三維/四維信息提取在城市規(guī)劃、災(zāi)害預(yù)警、數(shù)字孿生等城市管理工作中發(fā)揮著重要作用。在土地覆蓋/利用信息獲取方面，研究人員通過(guò)極化SAR深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了詳細(xì)的城市地物分布測(cè)繪[102]；結(jié)合改進(jìn)的差分圖像和殘差U-Net網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)高敏度城市建筑物變化檢測(cè)[103]；毫米波SAR影像和毫米波特色特征描述集為城市精細(xì)地表信息獲取提供支持[104]。在三維/四維信息提取方面，基于大地測(cè)量層析成像框架實(shí)現(xiàn)了厘米級(jí)絕對(duì)定位精度的城市三維重建[105]；基于高分三號(hào)SAR數(shù)據(jù)和差分層析成像技術(shù)探測(cè)到了毫米級(jí)的建筑物形變[106]；廣義差分成像模型實(shí)現(xiàn)了建筑物的線性運(yùn)動(dòng)、季節(jié)性運(yùn)動(dòng)等多個(gè)形變速率的精確反演[107]；永久散射體層析成像被應(yīng)用于多個(gè)城市建成區(qū)的高精度連續(xù)形變監(jiān)測(cè)[108]。這些新型SAR的應(yīng)用正快速推動(dòng)著城市管理的數(shù)字化和精細(xì)化進(jìn)程。

3.2 植被調(diào)查

SAR在植被調(diào)查中被用于植被分類、高度反演、垂直結(jié)構(gòu)分析、生物量統(tǒng)計(jì)等多個(gè)方面。如研究學(xué)者將Sentinel-1數(shù)據(jù)與原位調(diào)查結(jié)合，繪制了歐盟大陸首張10 m分辨率作物類型分布產(chǎn)品[109]；使用多種高分辨率SAR衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)合估計(jì)了全球森林地面生物量[110]；通過(guò)聯(lián)合Sentinel-1與Sentinel-2對(duì)全北極植被高度進(jìn)行了制圖[111]等。特別地，由于長(zhǎng)波SAR對(duì)植被冠層的穿透性，SAR數(shù)據(jù)相比光學(xué)數(shù)據(jù)在生物量反演方面具有天然優(yōu)勢(shì)，并可突破光學(xué)模型中的高生物量飽和問(wèn)題。歐洲航天局的BIOMASS計(jì)劃將搭載P波段SAR于2023年發(fā)射以提供全球森林地面生物量數(shù)據(jù)[112]，通過(guò)聯(lián)合L和P波段的生物量反演模型可顯著提高熱帶森林生物量反演飽和點(diǎn)[113]。此外，結(jié)合極化SAR對(duì)具有不同散射機(jī)制的散射體進(jìn)行解混可對(duì)樹(shù)木不同部位的信號(hào)進(jìn)行分離，從而實(shí)現(xiàn)樹(shù)木垂直結(jié)構(gòu)的精細(xì)提取[114]。基于SAR數(shù)據(jù)的植被參數(shù)反演已逐漸成為林草、農(nóng)業(yè)資源評(píng)估及碳動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的一個(gè)關(guān)鍵途徑，對(duì)熱帶亞熱帶等常年多云雨地區(qū)的植被遙感調(diào)查尤其具有重要意義。

3.3 極地與海洋測(cè)繪

SAR在極地測(cè)繪中主要應(yīng)用于海冰分類、冰面凍融監(jiān)測(cè)、冰面特征監(jiān)測(cè)、冰蓋運(yùn)動(dòng)測(cè)量等方面，在海洋測(cè)繪中主要用于對(duì)海面風(fēng)場(chǎng)、海浪、海流以及海洋污染事件等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。由于極地與海洋研究通常涉及面積大、空間范圍廣，對(duì)數(shù)據(jù)的幅寬提出了很高要求。新型SAR普遍具備ScanSAR模式，觀測(cè)范圍可達(dá)數(shù)百公里[115]，可有效減輕影像拼接工作量并提高結(jié)果圖的完整性及時(shí)空一致性。多項(xiàng)研究使用Sentinel-1 Scan SAR數(shù)據(jù)生成了高時(shí)空分辨率的南極冰蓋凍融及南、北極海冰分類數(shù)據(jù)集[116-118]。此外，研究學(xué)者還基于SAR數(shù)據(jù)生產(chǎn)了冰流速[119]、冰緣湖分布[120]、冰裂隙分布[121]等極地環(huán)境關(guān)鍵要素專題產(chǎn)品。這些研究成果將有助于我們量化極地環(huán)境對(duì)氣候變化的響應(yīng)、支撐對(duì)冰川動(dòng)力學(xué)及地球系統(tǒng)過(guò)程的進(jìn)一步理解。在海洋監(jiān)測(cè)方面，多種物理和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵约皹O化、干涉測(cè)量等技術(shù)被用于對(duì)海面風(fēng)場(chǎng)[122-124]，海浪[125-126]和海流[127-129]參數(shù)進(jìn)行反演。我國(guó)于2020年12月發(fā)射海絲一號(hào)C波段海洋觀測(cè)衛(wèi)星可獲取米級(jí)分辨率SAR影像，將致力于提供高分辨率海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)服務(wù)[40]。

3.4 災(zāi)害監(jiān)測(cè)

SAR的全天時(shí)、全天候特性及其對(duì)水體和三維結(jié)構(gòu)的敏感性使它在災(zāi)害監(jiān)測(cè)中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，有助于形成對(duì)地震及次生災(zāi)害、山體滑坡及泥石流、森林火災(zāi)、臺(tái)風(fēng)及洪澇等自然災(zāi)害的應(yīng)急快速反應(yīng)能力。SAR數(shù)據(jù)被用于2016年意大利阿馬特里斯地震[130]、2017年四川滑坡災(zāi)害[131]、2019年加拿大森林火災(zāi)[132]、2020年鄱陽(yáng)湖洪水[133]、2022年青海地震[134]、2022年湯加火山噴發(fā)[135]等大型災(zāi)害的應(yīng)急監(jiān)測(cè)中，為有關(guān)事件的救援、時(shí)空衍化追溯、災(zāi)情發(fā)展預(yù)測(cè)等工作提供了寶貴的信息。特別地，干涉SAR的三維信息獲取能力對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)測(cè)和分析具有非常重要的意義，可提高有關(guān)人員提前疏散的成功率，有利于減輕生命和財(cái)產(chǎn)損失。

4 總結(jié)與展望

新型SAR系統(tǒng)通過(guò)多種技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了大幅寬觀測(cè)、高分辨率觀測(cè)、多角度觀測(cè)、多維度觀測(cè)、多模式觀測(cè)等更全面、深入的對(duì)地探測(cè)能力，通過(guò)更先進(jìn)的信息提取技術(shù)，可用來(lái)獲取大范圍、多時(shí)相、多層次、多角度的集成對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)。隨著數(shù)據(jù)的增多、數(shù)據(jù)使用成本下降、數(shù)據(jù)獲取機(jī)動(dòng)性和靈活性的提高，以及國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展，新型SAR將在城市管理、植被調(diào)查、極地和海洋測(cè)繪、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域中發(fā)揮更為重要的作用，作為光學(xué)數(shù)據(jù)時(shí)空覆蓋和探測(cè)維度的擴(kuò)展，也在全面提升對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的綜合信息獲取能力。