基于多频段SAR极化数据的海冰分类研究

摘要

海冰分类是SAR海冰遥感监测领域中的重要应用。多频段、多极化SAR遥感数据可以提供多个频段的极化、相位和能量等信息,能够更加全面的描述电磁散射特性和复杂的海冰目标,增强了SAR海冰分类与识别能力。本文基于SIR-CSAR系统获取的双频段全极化数据,对C和L频段SAR极化特征数据在海冰分类与识别中的应用进行了深入研究,主要工作和内容如下:
　　1)本文阐述了SAR极化基础理论,系统地介绍了常用于SAR海冰识别与分类的两类SAR极化特征,以及各种SAR极化特征的提取、表示方法和相互关系。
　　2)基于SIR-CSAR系统获取的南极威德尔海域C和L频段全极化海冰SAR数据,利用样本统计方法和监督分类器,对单频段SAR极化特征以及组合双频段SAR极化特征的海冰辨识能力进行了定性和定量评估,并据此对每一项极化特征在南极海域中的识别能力进行了排序,分析和讨论了组合双频段SAR极化特征在提高SAR海冰分类与识别能力中的优势与局限。
　　3)针对组合C和L频段极化SAR数据在提高SAR海冰分类与识别能力中的局限,引入两种数据融合方法,分别对SIR-C双频段SAR极化特征数据进行融合,以进一步提高其海冰分类与识别能力。最大似然分类器被用于验证融合数据的海冰分类能力。实验结果表明,主分量分析(Principal Component Analysis,PCA)方法能够有效提高SIR-C双频段SAR极化特征数据在海冰分类应用中的能力,而局部线性嵌入算法(Locally Linear Embedding,LLE)对提升双频段SAR极化特征数据在海冰分类应用中的有效性似乎并没有帮助。

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第一章 绪 论

1.1 选题背景与意义

1.2 基于多极化与多频段 SAR数据的海冰分类研究现状

1.3 论文的研究内容与安排

1.4 本章小结

第二章 极化SAR的相关理论

2.1 电磁波的极化特性及其表征

2.2 极化 SAR数据的表征

2.3 H/A/?目标分解

2.4 本章小结

第三章 多频段SAR极化特征的海冰分类与识别能力分析

3.1 数据源与研究区域

3.2 SAR极化特征的选取

3.3 基于样本统计的多频段 SAR极化特征的海冰类型响应分析

3.4 基于监督分类的多频段 SAR极化特征的海冰分类与识别能力分析

3.4 本章小结

第四章 多频段SAR极化特征的融合方法研究

4.1 实验数据及其预处理

4.2 基于主分量分析的数据融合方法

4.3 基于局部线性嵌入算法的数据融合方法

4.4 本章小结

第五章 实验结果及其分析

5.1实验结果及其分析

5.2本章小结

第六章 结论与展望

6.1工作总结与贡献

6.2研究展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

攻读硕士期间从事的科研项目

特别声明