简缩极化SAR散射机制及目标分解方法研究
简缩极化SAR是合成孔径雷达领域的一个新方向。作为一个独特的双极化模式，简缩极化技术能够获取相对于传统双极化模式更加全面的信息，以及相对于传统全极化模式更大的成像幅宽。因此近年来受到了许多学者的广泛关注。简缩极化分解是提取简缩极化数据信息的重要方式。目前，对于简缩极化SAR目标分解主要有三大思路：基于波的二分解理论的方法、基于特征值的方法以及基于模型的方法。然而，对于目前大多数分解方法，都存在着高估城市地区，尤其是大方位角城市区域的体散射分量问题。因此，本文从简缩极化SAR散射机制入手，着眼于现有分解方法在体散射过估计方面的不足之处，提出城区散射机制概念。根据城区散射机制提出简缩极化SAR分解方法，并对该方法加以应用，从而验证其有效性。本文工作具体如下： 1、通过简缩极化SAR观测模型及电磁波理论，推导不同简缩极化模式下（π/4模式，CTLR模式，DCP模式）获取的目标散射矢量。从简缩极化Hermitian相干矩阵，获取简缩极化Stokes矢量这一重要工具。同时，通过简缩极化模式下的极化特征图，分析典型目标的散射机理，为后续简缩极化分解研究奠定基础。归纳并总结目前简缩极化SAR的各类分解方法。 2、从城市区域体散射过估计问题出发，分析城区散射几何模型，了解方位角偏移对城区散射机制造成的影响。构建可以全面描述城区特征的简缩极化SAR城区描述子从而描述城区散射机制，并提出适用于两种模式（CTLR模式和π/4模式）的简缩极化SAR三分量分解方法，降低城市区域体散射分量，避免城区与自然区域的散射机制混淆。实验表明，所提出的方法可以有效增加城区二次散射分量，降低其体散射分量。同时并不影响自然区域的散射机制判别，一定程度上克服体散射过估计问题，并减少城市地区散射机制的模糊性。 3、将基于城区散射机制的简缩极化分解方法与传统的简缩极化Wishart无监督分类相结合，完成基于城区散射机制的简缩极化Wishart分类。同时引入超像素分割方法，利用SLIC超像素分割获取简缩极化SAR分解后伪彩色图像的空间信息。将其空间信息与散射信息相互结合，合并分类结果，从而提高分类精度。该方法对于小方位角城区精度提升约25%，大方位角城区提升约10%。
简缩极化SAR;散射机制;目标分解;超像素分割;无监督分类
北京化工大学
硕士
控制工程
尹嫱;袁国栋
2022
中文
TN957.52
2022-11-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）