《全波形雷射雷達目標特徵多參數反演理論及其方法研究》是依託北京航空航天大學，由李小路擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：全波形雷射雷達目標特徵多參數反演理論及其方法研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：李小路
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
全波形雷射雷達是一種新概念遙感雷達手段，可對整個雷射回波進行完整的記錄和分析，能提高遙感雷射雷達波形探測的可靠性、測量精度和解析度。利用其研究地形地貌特徵及其變化，對自然災害防禦具有重要的科學意義。針對目前全波形雷射雷達回波參數解算算法不完善，目標信息提取不豐富的問題，需要建立全波形雷射雷達回波的多參數與探測目標的多特徵之間的映射關係,從而可靠地反演坡度、粗糙度、起伏度等目標特徵。基於目標多元變參方程，建立目標特徵多參數反演模型。為了更準確地獲得回波參數，在傳統傅立葉反卷積法和高斯分解法的基礎上，引入分數階傅立葉時頻分析方法有效提取回波參數，在分數階變換域獲得更好的信噪分離效果。直接獲取被測目標的特徵回響函式，判斷目標特徵。搭建全波形雷射雷達半物理仿真實驗系統，針對目標模型記錄全波形數據，驗證目標特徵多參數反演模型與方法。該研究成果為我國全波形雷射雷達系統的自主研發提供理論依據和驗證手段。
結題摘要
全波形雷射雷達是一種新型主動式遙感技術，能夠實現對目標散射回波波形的完整記錄，通過對回波波形進行分析，可以提取豐富的目標特性。本課題從全波形雷射雷達系統樣機設計，目標後散射探測理論研究，全波形雷射雷達數據處理與分類三個方面展開深入地理論研究與實驗驗證。主要創新性內容包括： （1）搭建全波形雷射雷達實驗系統，可以為數據處理方法的驗證提供實驗數據；驗證多種波形處理算法，提取有效回波參數。 （2）針對建築類型目標建立描述目標特徵參數（粗糙度和反射率）的BRDF模型；結合全波形雷射雷達實驗系統幾何結構特徵，建立雷射雷達強度數據與BRDF之間映射關係，可以實現目標特徵參數提取。 （3）面向星載全波形雷射雷達數據（ICESat/GLAS）,利用機器學習方法（SVM和GP）實現對地觀測目標的二分類和多分類研究，分類精度均達到了90%以上。 本課題搭建的全波形雷射雷達實驗系統為後續系統最佳化提供了必要的設計參數支持；提出的模型及數據處理方法可以擴展全波形雷射雷達回波數據的有效利用，實現目標特徵參數反演和目標分類。
