基于polsar%2fpolinsar目标检测和建筑物参数提取方法的研究

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1、ClassifiedIndex:TN958.2U.D.C.:621.396.75.969DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringRESEARCHONTARGETDETECTIONANDBUILDINGPARAMETERSEXTRACTIONUSINGPOLSARIMAGESANDPOIINSARIMAGESCandidate：CaiHongjunSupervisor：Prof.LinMaoliuAssociateSupervisor：Prof.ZouBinAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngin

2、eeringSpeciality：InformationandCommunicationEngineeringAffiliation：SchoolofElectronicsandInformationEngineeringDateofOralExamination：December,2012University：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要极化合成孔径雷达(PolSAR)图象中目标散射特征与材质介电常数、结构、指向等目标参数以及雷达工作频率、成像几何关系、极化方式等雷达参数有关。极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)既具有干涉雷达(InSAR)

3、对目标散射体的空间分布和高度很敏感的特性，同时又具有PolSAR对目标形状和方向很敏感的特性。利用多波段PolSAR进行目标检测和利用PolInSAR进行目标物理参数的提取是SAR图象解译和应用的热点课题，具有重要的理论意义和实用价值。论文立足于多波段PolSAR和PolInSAR图象，以目标检测和物理参数提取为目的，重点围绕多波段PolSAR目标散射特性分析和目标检测、PolInSAR目标分解以及PolInSAR目标参数提取等内容进行系统深入的研究。首先，本文在深入研究多波段PolSAR下自然植被目标和人造目标散射特性的基础上，充分利用了不同波段PolSAR图象提供的具有互补性

4、和合作性的信息，提出了基于目标分解模型的多波段PolSAR目标检测方法，同时应用极化指向角对多波段PolSAR目标检测进行了改进。采用了L波段PolSAR数据和C波段PolSAR数据进行了实验，实验结果表明通过协同处理不同波段下的散射机理成份，不仅容易检测森林、建筑物和草地等区域，而且能够检测人造目标，甚至可以检测森林覆盖下的人造目标。其次，针对PolSAR目标分解方法不能指示散射机理在垂直方向上的分布的问题，在对基于PolSAR数据的目标分解方法进行深入的研究和分析基础之上，本文提出了基于PolInSAR数据的目标分解方法。PolInSAR兼具有PolSAR数据和InSAR数据

5、对目标的散射特性的优点，同时提供了另一组全极化SAR数据。极化干涉目标分解方法在利用PolInSAR数据求解散射机理功率的同时，可以获得散射机理在垂直方向上的分布。采用了L波段PolInSAR数据进行了极化干涉目标分解方法的实验，实验结果表明利用基于PolInSAR的目标分解方法，既可以无需任何假设求出散射机理功率，又可以求出和散射机理相关的干涉相位。最后，针对低分辨率区域，往往建筑物目标和自然目标在同一分辨单元，导致不能准确反演建筑物参数的问题，本文提出了一个适用于混合目标区域的建筑物参数反演模型，把观测数据和建筑物目标参数联系起来。建筑物区域往往有较高的空间相关性，即建筑物目

6、标和自然目标等在同一分辨单元内。为了准确地从PolInSAR数据中提取建筑参数，本文应用极化目标分解和极化-I-摘要相关系数来检测建筑物区域，随后应用极化目标分解方法和本文提出的极化干涉目标分解方法从观测数据中移除和自然目标相关的散射成份，同时保留和建筑物目标相关的散射成份，最后建立目标物理参数反演模型来关联观测数据和建筑物参数。利用了L波段PolInSAR数据进行了实验。实验结果表明，应用建筑物参数反演模型能够更加准确地提取建筑物参数。关键词：极化合成孔径雷达；极化干涉合成孔径雷达；多波段目标检测；极化干涉目标分解；参数反演-II-AbstractAbstractTargets

7、catteringcharacteristicsofpolarimetricsyntheticapertureradar(PolSAR)imageisrelatedtothetargetparameters,suchasdielectricconstant,fineconfigurationandorientationandtheradarsystemparameters,suchasfrequency,imaginggeometryandpolarization.Polarim