极化SAR图像变化检测技术研究

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1、图幽密级：中国科学院大学UniVersityofChineseAcademyofSciences博士学位论文学科专业：培养单位：2013年5月B金垒金垒!=￡塾Q坠￡塾垒坠g金墅金鲤￡垡Q坠Q￡里Q!＆△B兰堡垒g堕ByLIUMengADissertationSubmittedtoTheUniversi蚵ofChiIIeseAcademyofSciencesInpartialfu砌mentoftherequirementForthedegreeofScienceInCartographyandGeographyInforma廿onSystemIns劬teofRemoteSensingan

2、dDi班alEa劬，CASMay，2013学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。作者签名：列藏日期：洲)年易月穆日学位论文使用授权说明本人完全了解培养单位关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照培养单位要求提交学位论文的印刷本和电子版；培养单位有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；培养单位可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段

3、保存论文；在不以赢利为目的的前提下，培养单位可以公布论文的部分或全部内容。(保密论文在解密后遵守此规定)作者签名：列龋导师签名：曼幺日期：测弓年6月够日致谢本课题得到国家自然科学基金资助项目(No．40971198)和中科院对地观测中心主任创新基金一“极化SAR目标散射特性分析的前沿问题研究”的资助，实验数据得到国家863计划资助项目(200蚴A122139)和中电三十八所技术合作项目一“面向对象的高分辨率SAR影像变化检测技术”的支持，在此表示衷心的感谢!刘萌2013年5月摘要随着合成孔径雷达(SAR)成像技术的不断发展，SAR变化检测已经成功用于震后灾害评估、海啸受灾状况评估、城镇动

4、态监测、农作物生长状况监测，乃至湿地生态面积缩减状况监测等应用中。极化SAR通过发射和接收不同极化方式的电磁波，来探测地面目标对电磁波的调制特性，目前大多数的SAR系统都具有全极化成像能力。相对于单极化SAR，极化SAR可以保存不同极化组合下回波的相位和幅度信息。因此，在基于极化SAR数据的变化检测中，可以使用比单极化SAR数据更丰富的信息。本文的目的重点对极化SAR变化检测的基础理论进行了研究，主要的工作和创新如下：(1)针对目前极化SAR乘性模型基于纹理均值为1的假设的问题，提出了一个改进的多视极化SAR乘性模型。在此基础上，推导了该模型的斑噪协方差矩阵的似然估计方法。改进的多视极化

5、SAR乘性模型可以看成是球不变随机矢量模型(SIR-V)到多视情况的扩展，能很好的拟合全极化相干矩阵。以往关于多视极化数据的复wishan分布、矩阵类型K分布、矩阵类型G0分布和矩阵类型U分布都可以看成是该模型的特例。(2)在极化变化测度方面，证明了SⅡⅣ距离实际上是一种度量斑噪协方差矩阵相似性的Wishart距离。为了解决现有的极化测度没有考虑纹理变化的问题，基于改进的多视极化SAR乘性模型，提出了一种新的极化SAR变化测度。该测度同时考虑了纹理和斑噪的变化，能更好的度量不同极化分布模型的相似度。(3)在提出的极化变化测度的基础上，介绍了了一种基于极不均匀模型的极化SAR变化检测方法。

6、相对于常用的基于wishan距离的极化&报变化检测方法，提出的检测方法有更高的检测率和更低的虚警率。(4)利用现有的极化SAR变化检测算法，我们已经可以得到全部的变化区域。但是在某些应用中，我们并不需要全部变化区域，而只是需要从特定地物w到另一特定地物w，的变化区域。例如在城市扩张研究中，只有变化为城区的区域才是对研究有用的区域。在这种情况下，其他的变化区域就成了虚警。针对于这个问题，我们将极化的分类信息加入到检测中，提出了一种针对于特定地物类型的极化SAR变化检测方法。实验表明，提出的方法能够成功检测出属于所有变化类型的变化区域，并取得了很好的检测性能。关键词：变化检测；极不均匀模型；

7、PolSAR；相似性度量摘要ABSTRACTWiththecontinuousdeVelopmentoftechnologyandres01utiononsyntheticapertIlreradar(SAR)，Ch锄gedetectionofSARimagesh嬲beenincreasin四y印pliedintomaIlyapplications，suchasmedisasterassessment加earthquakeandts