《多時相C波段全極化SAR甘蔗空間格局監測研究》是依託深圳大學，由李洪忠擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多時相C波段全極化SAR甘蔗空間格局監測研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李洪忠
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
甘蔗具有植期多樣化、時間跨度長的種植特點，這使得套用多時相監督分類或專家知識決策樹分類難以實現甘蔗的高精度識別。本項目以華南多雲多雨地區甘蔗識別為研究重點，選擇廣東省雷州半島為實驗區，以C波段全極化RADARSAT-2為數據源，在充分理解甘蔗C波段極化散射機理的基礎上，研究面向甘蔗的C波段極化特徵提取方法；通過一個生長周期的觀測確定甘蔗識別的最佳時相（組合）和最佳極化特徵（組合），建立所有甘蔗的共性特徵---極化特徵時序生長曲線；並進一步研究基於多時相離散觀測與連續生長曲線的甘蔗識別方法，實現甘蔗的空間格局監測。該方法不僅解決甘蔗種植時間跨度長、植期多樣化所帶來的分類問題，而且能夠適應觀測時相的變化，從而提高識別的準確性和魯棒性。本研究不僅在華南甘蔗空間格局監測上具有現實的實踐意義，也對完善極化SAR目標分解理論，促進多時相全極化SAR在農作物監測中的套用，以及進一步估產具有重要科學意義。
結題摘要
極化SAR（POLSAR）除具有不受雲雨影響，全天時、全天候的優點外，其極化散射特徵與目標的形狀結構、物理屬性之間有著本質的聯繫，在遙感對地觀測中具有獨特的優勢。本項目首先基於POLSAR影像（X-波段TerraSAR、C-波段RADARSAT-2）和極化特徵解譯方法，以廣東省雷州半島典型農作物---甘蔗為研究對象，在POLSAR甘蔗監測領域開展研究，取得了滿意的結果。第一，對甘蔗在分櫱期的X-波段散射機理進行分析，在綜合分析三期數據（均位於分櫱期，間隔11天）的基礎上，提出了甘蔗在分櫱期區分其他典型地物的方法，總體精度達到95%；第二，建立一種一體化框架方法進行甘蔗的提取，結果顯示，對雙極化、簡縮極化，以及全極化數據，該方法對甘蔗的提取精度均達到95%以上；第三，分析了甘蔗倒伏產生的C波段散射機理變化，探討了C波段極化數據在甘蔗倒伏監測中的潛力。在甘蔗POLSAR監測的過程中，發現目前極化特徵解譯方法中存在若干問題，本項目的另一個主要研究內容即是對此類問題的修正，取得了滿意的結果。第一，對城鎮區域建築朝向引起的極化取向角估算偏差與基於模型分解解譯錯誤問題進行了詳細地闡述，分析結果表明，雷達散射坐標系中，兩個相互正交的二面角，其極化取向角隨建築朝向的變化是此問題產生的主要原因；第二，在基於模型分解中，螺旋體分量被用來削弱反射對稱假設，但是卻產生了大量負分量，針對此問題，將相干分解中Cameron分解和Krogager分解引入到基於模型分解中，在削弱反射對稱假設的同時，避免了負分量的產生，同時指出，以T23虛部是對螺旋體分量的高估；第三，分析了Lee所提出的自適應分解模型，對其中存在的問題進行了總結，在此基礎上提出了更合理的假設模型，該模型可有效避免Lee模型中所存在的問題，並且不需要進行反射對稱假設。本研究不僅在POLSAR農業監測上具有現實的實踐意義，也對完善極化SAR特徵解譯理論，提高POLSAR目標分解方法的適用性上具有重要科學意義。
