极化sar处理中若干问题的研究

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1、作者简介郭睿，陕西渭南人。2007年毕业于西安电子科技大学，获学士学位。同年于西安电子科技大学开始硕博连读学习。2012作年6月获得西安电子科技大学工学博士学位。导师：邢孟道教者照授主要研究方向：极化SAR处理及其遥感应用片代表性成果及经历：《IEEEGeoscienceandRemoteSensingLetters》、《IETElectronicLetters》、《IETRadarSonar&Navigation》、《电子与信息学报》等权威、核心刊物和国际重要学术会议发表学术论文多篇，获得授权发明专利一项。RuiGuo,wasborninWeinan,ShannxiP

2、rovince,China,in1985.ShereceivedherB.A.inElectronicEngineeringfromXiDianUniversity,Xi’an,China,in2007andthePh.D.degreeinSignalandInformationProcessingfromXiDianUniversity,Xi’an,inJune2012.Herresearchinterestsincludepolarimetricsyntheticapertureradarprocessinganditsapplicationinremotesens

3、ing.西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文

4、的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要I摘要极化合成孔径雷达（PolSAR，PolarimetricSyntheticApertureRadar）利用不同极化方式交替发射和接收雷达信号，从而使得雷达系统能够获得丰

5、富的地物目标散射特性信息。与传统的SAR系统相比，极化SAR能够根据不同目标的电磁波极化散射特性，得到反应地物目标固有特性的极化复散射矩阵（全极化模式对应全极化复散射矩阵，双极化模式对应极化复散射向量），从而分析、提取和反演目标特征。因此，极化SAR的研究在遥感应用中有重要意义，在军事、民用中都有很广阔的应用前景。本文以极化SAR的应用为主要发展脉络，充分发掘极化SAR中含有的信息并将其应用于目标的分类、检测等研究中。具体的研究工作主要包括以下几个方面：针对目标回波在同极化与交叉极化下功率分布相差较大，直接利用极化散射系数进行伪彩合成会出现目标散射特性差异不突出的问题，

6、提出了一种基于场景先验知识的归一化因子计算方法，分别计算出RGB三原色通道（对应于三个极化通道或通道组合数据）各自的归一化因子来对三原色通道数据进行设置，实现极化通道数据的伪彩色融合；同时，为了克服各极化通道之间能量差异的影响，利用非负矩阵分解（NMF，NonnegativeMatrixFactorization）提取主要特征并将该特征与总功率进行直方图匹配，采用匹配后的主要特征对数据进行重构，根据重构后的各极化通道数据进行伪彩色融合处理。实测数据处理验证了所提伪彩合成方法的有效性。在对极化SAR图像中的相干斑进行滤波处理时，除了需要考虑相干斑抑制效果，目标的边缘细节信

7、息及极化散射特性的保持也是非常重要的。本文分析了乘性相干斑模型下的Lee滤波方法，并对其中的邻域窗口进行改进。利用H/α分解方法按照极化散射特性的类型对极化SAR图像进行划分，并标识出图像中各像素的散射类型（相同散射类型的像素标识相同），然后设计一种自适应窗口按照像素的散射类型对中心像素的邻域进行选择，使得邻域中各像素的散射类型与中心像素相同。最后采用邻域内的像素进行乘性相干斑滤波处理。对实测数据的滤波处理验证了该方法的有效性。结合国内机载实验获得的实测极化SAR数据，对实测数据的分类问题进行研究。由于系统误差导致正交极化双通道特性的不一