偏振高光譜遙感成像機理及其套用研究

《偏振高光譜遙感成像機理及其套用研究》是依託哈爾濱工業大學，由張鈞萍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：偏振高光譜遙感成像機理及其套用研究
• 依託單位：哈爾濱工業大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張鈞萍

項目摘要

本項目旨在更好地理解光譜及偏振特性，並著重研究偏振高光譜圖像的建模仿真、數據分析與信息挖掘方法及其套用技術。具體包括：（1）系統研究偏振高光譜的成像原理和成像過程，通過理論分析、建模及仿真來探究並揭示其與目標的作用過程和探測機理；（2）深入分析偏振高光譜的本質特性，研究多特徵模型化及其數學表達與物理意義的對應，進而研究並實現其特徵提取和多模態多空間描述；（3）研究並建立典型目標的反演模型和定量分析方法，構建水質分析與地物目標識別框架，研究基於主動學習和集成學習機制的信息挖掘算法；（4）實現偏振高光譜在水質分析與目標辨識中的套用研究。在此過程中，完成偏振高光譜圖像數據仿真，解決天空光對偏振光譜特性的影響、探測識別中的關鍵信息提取等難點和重點問題。本項目的研究將對這一新型遙感探測方式的發展和進一步套用起到推動作用。

結題摘要

偏振高光譜遙感兼具光譜和偏振信息，近年來引起國內外遙感領域的極大關注。本項目在研究其數據特點、成像機理的基礎上，著重研究偏振高光譜圖像的建模仿真、數據分析與信息挖掘方法及其套用等內容及其關鍵技術，並利用仿真及實際數據對建立的模型和算法進行驗證和評估。本項目取得了以下主要成果：(1)研究了偏振高光譜的成像原理和成像過程，建立了偏振高光譜成像分析模型並實現了考慮二次散射和天空光影響的場景仿真；(2)研究設計了偏振高光譜圖像數據獲取方案並進行了典型地物的偏振光譜特性分析，提出了基於偏振高光譜數據的水質分析方法；(3)研究了偏振高光譜圖像的多特徵提取與多空間模型化描述，提出了基於Tetrolet變換的圖像信號稀疏表征方法及基於高層空間多維度特徵的偏振高光譜數據描述方法；(4)針對偏振高光譜圖像分類中的小樣本問題，提出了基於標籤均值的半監督支持向量機S3VM分類算法，充分利用了已知樣本的可分信息和未知樣本的結構信息；(5)針對偏振高光譜圖像的目標檢測問題，提出了基於張量稀疏的偏振高光譜目標檢測方法，引入了張量概念，並研究聯合利用偏振-光譜信息及目標的稀疏性，實現了多特徵表示及目標檢測。項目的成果已公開發表於國內外著名雜誌和重要國際會議上，得到同行的認可。該研究將為新型感測器的開發及相關領域的研究提供新思路和新方法，並希望藉此推動我國偏振高光譜研究成果的進一步套用。