基于散射机制的极化SAR土壤湿度反演和F-D分解优化研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 闫剑 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2014-06-03 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 洪文 |
| 关键词 | 极化合成孔径雷达 土壤湿度反演 极化目标分解 反演模型 |
| 学位专业 | 信号与信息处理 |
| 中文摘要 | 极化合成孔径雷达(SAR: Synthetic Aperture Radar)数据中蕴含着丰富的地面目标的几何信息、物理信息和生物信息。对于农业用地，有用的几何信息包括地形坡度、垄宽、地垄取向、地表粗糙度等，有用的物理信息包括土壤湿度、土壤成分、介电常数等，有用的生物信息包括植被生物量、地表植被类型、植被生长形态等等。为了从极化SAR数据中获取我们需要的地物目标参数，首先应根据地面目标的几何、物理特征和极化SAR数据采集方式，确立地物目标极化散射的散射机制；其次基于散射机制，建立从极化SAR数据到目标参数的反演模型；最后利用反演模型完成对极化SAR数据的参数反演。本文以裸土区土壤湿度反演和农作物种植区极化目标分解为研究对象，建立了极化三尺度散射模型描述坡地极化散射，建立了有取向的二面角散射描述农作物种植区地表到植被之间的二次散射。基于极化三尺度模型，本文建立了三种坡地土壤湿度反演方法。基于有取向的二面角散射模型，本文优化了Freeman-Durden目标分解。优化后的F-D分解提高了农作物种植区不同航迹下极化SAR数据目标分解结果的一致性。研究成果如下：(1) 极化三尺度散射模型：建立包括大尺度坡度导致的极化取向角偏转、中尺度坡度波动导致的极化取向角扰动和小尺度粗糙面导致Bragg谐振的极化三尺度模型，描述了坡地裸土区极化散射。并利用离散计算方法，完成了三尺度模型的仿真。(2) 利用三尺度模型建立了三种坡地土壤湿度反演方法：建立基于三尺度模型多项式拟合的查找表方法，基于三尺度模型极化熵/alpha角空间查找表方法，基于同极化比/交叉极化比空间查找表方法。(3) 有取向的二面角散射：当极化SAR航迹变化时， SAR方位向与农作物种植行向夹角出现变化，电磁波到地表和农作物之间的二次散射也会发生变化。本文建立了有取向的二面角散射模型以描述此类二次散射。 (4) 引入有取向二面角散射的Freeman-Durden分解：将有取向的二面角散射模型引入到经典Freeman-Durden分解中，并建立了相应的目标分解算法。相比经典F-D分解，改进后的F-D分解能够提高不同航迹下极化SAR数据目标分解结果的一致性。 |
| 学科主题 | 遥感技术 ; SAR ; Electromagnetics ; Remote sensing |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2014-06-12 |
| 源URL | [http://159.226.65.12/handle/80137/10473]  |
| 专题 | 电子学研究所_电子所博硕士学位论文_电子所博硕士学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 闫剑. 基于散射机制的极化SAR土壤湿度反演和F-D分解优化研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2014. |
入库方式： OAI收割
来源：电子学研究所
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