森林覆盖下人造目标PolInSAR图象的参数反演模型研究

摘要

极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)集极化合成孔径雷达(PolSAR)和干涉合成孔径雷达(InSAR)测量技术于一体，可以同时把目标的精细物理特征与空间分布特性结合起来。极化干涉测量有助于更好地理解目标的散射机理和所发生的散射过程，进一步拓展了SAR在成像遥感领域的应用PolInSAR借助于后向散射模型可用于反演地表植被参数，特别是森林的高度参数。地表参数的提取为地表分类及进一步目标识别奠定了基础，因此用极化干涉雷达数据提取地表植被参数需要以建立正确的后向散射模型为前提。研究适用于不同情况的反演模型是极化干涉的热点问题。论文主要研究了森林覆盖下人造目标区域的PolInSAR图象的后向散射模型。主要内容包括：极化干涉相干最优理论，植被区域的相干散射模型和植被覆盖下人造目标区域的相干散射模型以及用于生成PolInSAR仿真数据的仿真模型。本文首先对PolSAR的基本工作原理进行了阐述，包括目标极化散射特性的表征和基本极化散射机理。进而对InSAR的基本工作原理以及影响干涉数据相干性的各种因素进行了分析。然后，对极化干涉和全局空间相干最优技术进行了系统的研究和探讨。接下来，论文讨论了单极化相干散射模型和多极化相干散射模型，重点研究了随机体植被的RVoG相干散射模型，并分析了模型中各个参数对干涉相干性的影响。在对植被区域的RVoG后向散射模型进行深入讨论后，论文对植被覆盖下人造目标区域的特性进行了研究，用两种方法推导了这种情况下的后向散射模型，并比较了两者的异同。最后，为了验证推导的模型的合理性，论文给出了一种用于生成PolInSAR仿真数据的方法，并采用它生成PolInSAR仿真数据。然后采用相干散射模型及遗传算法基于仿真的数据进行了参数反演。实验结果表明论文所推导的模型具有一定的合理性，并能够提取植被覆盖下人造目标的信息。

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的目的和意义

1.2 后向散射模型在国外的研究现状及分析

1.2.1 经验模型的发展

1.2.2 电磁散射模型的发展

1.2.3 相干散射模型的发展

1.3 国内研究现状及分析

1.4 课题的主要研究内容及论文结构

第2章 极化干涉SAR相干最优理论

2.1 前言

2.2 极化基础知识

2.2.1 目标极化散射特性的表征

2.2.2 基本的极化散射机理

2.3 干涉合成孔径雷达

2.4 极化干涉

2.5 全局空间相干最优化技术

2.6 本章小结

第3章 植被相干散射模型

3.1 前言

3.2 单极化相干和多极化相干散射模型

3.2.1 单极化相干散射模型

3.2.2 多极化相干散射模型

3.3 朝向体模型

3.4 随机体后向散射模型

3.4.1 RVoG两层散射模型

3.4.2 RVoG三层散射模型

3.5 物理参数对相干系数的影响

3.6 本章小结

第4章 森林覆盖下人造目标的散射回波模型

4.1 前言

4.2 离散随机体模型的推导

4.3 植被覆盖下人造目标后向散射模型的推导

4.4 本章小结

第5章 仿真结果及分析

5.1 前言

5.2 简化三层仿真模型

5.3 实验步骤及结果

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢