基於散射機理的極化SAR圖像海上艦船檢測方法研究

《基於散射機理的極化SAR圖像海上艦船檢測方法研究》是依託中南大學，由汪長城擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於散射機理的極化SAR圖像海上艦船檢測方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：汪長城
• 依託單位：中南大學

項目摘要

針對SAR圖像中存在的斑點噪聲、方位模糊噪聲及海中島嶼（島礁）等容易引起海上艦船檢測虛警的問題，本項目在研究極化SAR艦船目標及海雜波等的散射機理的基礎上，研究極化SAR圖像海上艦船檢測的理論和方法。具體地，本項目將研究基於散射機制的極化SAR斑點噪聲濾波方法；研究基於極化散射特徵的艦船檢測方法，以消除方位模糊噪聲及海中島嶼對於艦船檢測結果的影響。該研究：（1）對於提高極化SAR艦船檢測的精度和可靠性具有重要的科學意義；（2）對於進行漁業監測、水上交通監管和港口監視等具有重要的現實意義和社會意義。

結題摘要

基於SAR圖像的海上艦船目標檢測是海洋監測的關鍵技術之一，對於監視海運交通、維護海洋權益及提高海防預警能力等方面具有重要的意義。本項目針對SAR 圖像中存在的斑點噪聲、方位模糊噪聲及海中島嶼（島礁）等容易引起海上艦船檢測虛警的問題，在研究極化SAR 艦船目標及海雜波等的散射機理的基礎上，研究了極化SAR 圖像海上艦船檢測的理論和方法。項目圍繞研究內容開展了深入的研究。①針對極化SAR圖像斑點噪聲問題，提出了一種基於散射模型的多時相極化SAR數據斑點噪聲濾波算法。實測數據的實驗結果表明，該方法既能夠有效地抑制斑點噪聲，又能夠良好地保持地物散射特性和邊緣紋理特徵；②研究了典型的理想目標及其方位模糊噪聲和距離模糊噪聲的極化散射特性。③研究利用特徵值特徵向量散射分解方法提取的極化特徵量分析了海雜波、艦船目標及其方位模糊噪聲等的散射特性。④結合SRTM水體數據，研究了利用島嶼和艦船目標在後向散射強度、極化散射機理上的差異特徵區分艦船目標和海中島嶼的方法。⑤提出了基於極化散射特徵的艦船目標檢測方法。實驗結果表明，該方法有效地消除了方位模糊噪聲對艦船目標檢測的影響，降低了虛警率。 項目組圍繞研究計畫要點開展了大量工作，取得了一系列的理論成果，達到了預期目標。項目負責人獲得了2010年度湖北省優秀博士論文獎。項目組共發表了14篇學術論文（已標註基金資助），其中SCI檢索2篇，EI檢索8篇；開發了一套SAR圖像艦船目標檢測軟體。同時在項目執行期間申請獲得三項德國宇航局DLR的TerraSAR-X數據計畫支持。通過這些計畫項目可以獲取免費或價格低廉的高解析度SAR數據。本項目的研究對於提高極化SAR艦船檢測的精度和可靠性具有重要的科學意義；對於進行漁業監測、水上交通監管和港口監視等具有重要的現實意義和社會意義。