基于多波段全極化SAR影像地物分類——以根河地區(qū)為例.pdf

1、合成孔徑雷達（Synthetic Aperture Radar)，它相比較起傳統(tǒng)意義上的以光學(xué)方式為主的遙感方式來說，是一種具有可以全天時全天候監(jiān)測優(yōu)勢的主動式微波遙感技術(shù)，這樣的特點可為人們研究地物類型提供更加便利的條件。近年來，隨著SAR分類技術(shù)的發(fā)展，為人們研究氣候條件不好的地區(qū)的地物類型提供了一種新的方式。結(jié)合不同波段全極化SAR影像數(shù)據(jù)極化散射特征的聯(lián)合分類方法作為一種方式，為人們的相關(guān)研究提供了更加豐富的地物信息。
　

2、　為了探索多波段極化SAR數(shù)據(jù)在地物分類中的潛在應(yīng)用，本文選擇內(nèi)蒙古自治區(qū)根河市為研究區(qū)域，利用星載Radarsat-2 C波段全極化數(shù)據(jù)以及由中國測繪科學(xué)研究院自主研發(fā)的CASM S A R機載P波段全極化數(shù)據(jù)，對研究區(qū)域提取極化散射信息并分析得出各自波段的優(yōu)勢，然后進行分類實驗對比，再聯(lián)合多波段極化散射特征進行SVM監(jiān)督分類，得出更加精確的分類結(jié)果。主要工作如下：
　　1)首先對于星載C波段以及機載P波段的全極化數(shù)據(jù)進行預(yù)處理

3、，包括基于距離多普勒模型的幾何糾正，還有消除相干斑噪聲的濾波處理，為后續(xù)極化處理奠定基礎(chǔ)，隨后進行以星載圖像為基準圖像的圖像配準工作，機載數(shù)據(jù)重采樣后即可得出配準影像。
　　2)分別對兩個波段的全極化數(shù)據(jù)進行兩種方法的極化特征提取，先是提取出圖像的散射角、散射熵以及各向異度結(jié)果并進行初步的分析；再基于非相干極化目標分解模型對圖像進行Freeman3分量分解，得到兩個波段各自的極化特征，并進行一定的分析，初步得到了不同散射特征對于地

4、物的響應(yīng)特性。
　　3)對兩個波段的數(shù)據(jù)分別進行分類實驗得到分類結(jié)果，對單波段SAR影像實驗分類的結(jié)果進行精度的定量評價，選取合適的極化分解方法。結(jié)合分類的結(jié)果進一步分析，得出三分量中效果較好的散射特征作為多波段聯(lián)合分類的基礎(chǔ)。
　　4)對比兩個波段由于波長差異而產(chǎn)生的穿透性差異，并結(jié)合散射分量比重圖，對特定區(qū)域進行分析。最后結(jié)合兩個波段各自的優(yōu)勢散射特征，提取特征向量進行基于兩個波段影像數(shù)據(jù)的監(jiān)督分類實驗（SVM)，在兩塊

5、區(qū)域的實驗數(shù)據(jù)上進行分類的實驗，并且對分類結(jié)果進行定量的分析，與基于單波段分類精度指數(shù)做對比，得出最后的結(jié)論。
　　結(jié)果顯示：基于多波段全極化SAR數(shù)據(jù)分類的結(jié)果精度有了明顯的提升，結(jié)合了不同波段各自的優(yōu)勢，最后的分類效果得到有效的提升?；趩尾ǘ畏诸愔写嬖诘腻e分及混淆的情況也得到了有效的改善。分類的總體精度由50％左右提高到了80%以上。這也驗證了本文中基于多波段全極化SAR數(shù)據(jù)的分類方法的可行性，體現(xiàn)了對于研究區(qū)域的分類研究的