《X波段全極化SAR/InSAR地物散射特性分析與數據處理技術》是依託西安電子科技大學，由李真芳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：X波段全極化SAR/InSAR地物散射特性分析與數據處理技術
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李真芳
- 依託單位：西安電子科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
目前，國內外利用全極化SAR/InSAR數據在地物分類、植被參數提取等方面開展了廣泛的研究，但大部分研究工作針對穿透性較好的L、C等頻段，有關X波段的研究較少。雖然X波段穿透性相對較差，其在高植被密集覆蓋區的套用具有一定的局限性，但其波長較短，其極化信息能更有效地反映地物的形狀、指向及介電常數等參數。此外，X波段SAR系統可實現更高的空間解析度，能對地物進行更精細的描述。因此，X波段全極化SAR/InSAR在地物全極化散射特性、數據處理等方面與L、C等波段有所不同，且其在低矮植被覆蓋區參數反演、地物分類等方面具有獨到的優勢。由於國內外針對X波段全極化SAR/InSAR在地物散射特性、地物分類、低矮植被區域地物參數估計等方面尚未開展有效的研究，本項目將利用課題組研製的國內外首部車載X波段全極化多基線InSAR系統對上述技術進行研究。
結題摘要
針對目前國內外對全極化地物分類、植被參數反演等技術研究中X波段下全極化InSAR數據的研究較少的問題，本項目開展了基於X波段下全極化InSAR數據的地物散射特性分析、地物精細分類、植被參數反演等研究。利用車載和機載X波段全極化InSAR數據，對典型地物目標的全極化SAR圖像散射特性進行了分析，建立了極化SAR的典型地物散射特徵庫，並對地物目標的全極化InSAR相干特性進行了分析，建立了植被覆蓋區域的垂直結構模型庫。通過模型庫的構建可以減少非監督分類識別與監督分類識別中的人工參與，充分利用先驗信息能極大地減少人工參與；促進分類方法與散射模型的發展。為了更好地實用特徵庫，研究特徵庫框架下分類方法奠定了基礎，促進了分類方法的發展。針對X波段機載全極化SAR數據，明確了地物分類中的典型地物劃分，基於地物散射特性提出了植被區域精細劃分技術，提出低功率下不同地物解譯技術，運用超像素分割技術和聚類最佳化技術對X波段極化SAR數據進行了精細分類，利用機載實測數據對上述分方法進行了驗證了上述分類方法的有效性；由於地體散射分離極大地依賴於非相干極化分解。分解主要問題在於模型的選擇，本項目詳細梳理了現有非植被區域和植被區域的全極化後向散射模型並研究了針對植被區域精細分類的改進方法，針對植被中體散射分量在X波段下分布與粒子形狀和粒子分布隨機程度有關的性質，將體散射分量進一步細化為針葉型體散射和闊葉型體散射，據此提出了一種X波段下植被區域的精細分解模型。利用X波段星載數據驗證了其有效性。不同極化方式下電磁波在植被中的穿透性不同，因此單一極化方式獲得的DSM與實際植被表面高程值誤差較大。本項目通過全極化干涉SAR，提出一種高低散射相位中心相對高度變化模型，並基於該模型搜尋得到電磁波在植被中的消光係數，從而估計電磁波在植被中最淺穿透深度．將電磁波最淺穿透深度估計值補償到高散射相位中心高度處，從而提高植被表面高程估計精度。仿真數據和實測數據驗證了該方法的有效性。
