基于分类统计的PolInSAR植被高度最大似然估计

极化干涉SAR是一种集极化和干涉SAR优势于一体的新型遥感技术.结合两层植被随机体散射模型和极化分解技术,基于极化干涉SAR数据的概率分布统计特征,提出一种利用参数迭代求解预测模璎和测量值最小似然距离的植被高度反演方法.该方法克服了传统最大似然估计方法需已知地表散射特征参数的约束,减少了计算复杂性.最后通过极化干涉SAR仿真数据实验分析,文中算法相对于三阶段反演算法提高了植被高度估计的精度.验证了算法的有效性.     

基于简缩极化干涉SAR数据的森林垂直参数反演

森林区域竖直结构参数的反演是极化干涉雷达的一个重要应用,基于RVoG模型,运用全极化干涉数据可成功获得森林区域的地形估计及树高反演。该文将基于单基线简缩极化干涉SAR(C-PolInSAR)数据对森林区域进行林下地形估计及树高反演。推导单基线简缩极化干涉相干系数及相干区域,根据相干区域进行直线拟合,提出简缩极化干涉数据下的地形相位判别准则及体散射去相干估计方法,然后完成树高反演。通过L, P波段仿真数据以及实测机载数据对上述方法进行验证,获得正确地形及树高。简缩极化发射波极化状态不唯一,因此该文详细分析不同参数的椭圆极化对地形及树高等参数估计的影响,研究表明地形树高受椭圆极化波影响较小,也验证了估计方法的稳定性。     

单基线PolInSAR反演算法研究

极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)测量是一种集极化雷达(PolSAR)和干涉雷达(InSAR)测量技术于一体的新的对地观测技术,利用极化干涉雷达数据反演地表植被参数特别是森林的垂直结构参数是当前极化干涉研究的热点问题。经典的单基线PolInSAR反演算法是Cloude和Papathanassiou提出的三阶段反演算法,但是该算法在相干值估计、直线拟合和散射体去相干估计等方面都存在着误差,直接影响反演精度。该文提出了一种新的基于统计特征和PolInSAR相位最优化算法的反演算法,并采用PolInSAR模拟数据验证了该算法的有效性。     

一种快速且稳健的极化干涉SAR植被高度反演方法

三阶段法是一种稳健性较好的极化干涉SAR植被高度反演方法,反演精度比较高.但是三阶段法本身运算量大,且初值选取容易引起病态解.本文将DEM差分算法和相干幅度法相融合,提出一种快速且稳健的植被高度反演方法.该方法在保证比较高的植被高度估计精度的同时,对消光系数或植被垂直结构的变化具有稳健性, 而且大大减少了反演算法的运算量.最后用L波段极化干涉SAR仿真数据验证了该方法的有效性.     

三层植被极化干涉建模及参数反演新方法研究

两层植被结构模型是传统三阶段植被参数反演方法的基础,当实际植被结构为三层结构时,三阶段植被参数反演方法精度变差.针对该问题,建立了与三层植被结构模型对应的极化SAR干涉复相关系数模型,分析了传统三阶段植被参数反演方法精度变差的原因,提出了基于双基线极化SAR干涉的三层植被参数反演新方法,新方法充分考虑了三层植被干涉复相...     

基于Freeman分解的植被参数反演新方法

基于极化Freeman分解的极化协方差矩阵参数,极化干涉SAR互协方差矩阵可简化建模为植被高度、消光系数和地面干涉相位的函数。基于此,该文建立了以极化干涉SAR互协方差矩阵估算值与互协方差矩阵观测值之差为目标函数、以3个植被参数为未知量的优化模型,提出了基于Freeman分解的植被参数反演新方法。该方法避免了三阶段植被参数估计方法所面临的体相关系数确定问题,提供了一种独立于三阶段植被参数估计的新思路。仿真结果验证了新方法的有效性。     

合成孔径雷达简缩极化干涉数据的植被高度反演技术研究

该文提出了一种利用合成孔径雷达简缩极化干涉数据进行植被高度反演的三阶段方法。将全极化干涉数据处理中的相干最优方法引入简缩极化干涉数据处理,由相位最优相干系数对应的最优相位获得体去相干系数和地表相位的初始估计,利用相干区域边界提取方法更新体去相干系数,得到精确的植被高度估计值。采用欧空局提供的L波段的模拟全极化干涉数据构造简缩极化数据集,将该数据用于植被反演,反演结果验证了提出方法的有效性。     

L波段机载重轨干涉SAR系统及其试验研究

该文介绍了一种L波段机载重轨干涉合成孔径雷达(SAR)系统及其开展的重轨干涉SAR飞行试验与数据反演研究。重点介绍了系统内定标方法、基于差分全球定位系统/惯性测量单元(DGPS/IMU)组合导航系统的重轨干涉SAR(InSAR)成像处理方法、残余运动误差(RME)估计和补偿算法以及干涉SAR模型下高程反演方法。在实测飞行试验数据中选择了两块具有代表性的试验区域,详细分析了重轨干涉SAR数据的相干性和残余运动补偿的效果,并通过干涉反演得到试验区的高程图(DEM),利用地面测量点验证得到两试验区的高程精度分别为3.40 m和2.85 m。实验结果表明该系统具有重轨干涉SAR数据获取及高精度高程反演能力,这对机载重轨干涉SAR系统设计及重点区域地形测绘具有重要借鉴意义。在飞行航迹控制较好的情况下,该系统可用于差分干涉SAR、极化干涉SAR以及层析SAR等的研究。      

极化干涉SAR面向城区不同处理模式的误差影响分析

极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)在城区等复杂场景下的应用受到了越来越多的关注。面向城区的极化干涉SAR处理主要包括基于极化最优相干的干涉测高、基于极化分解的干涉测高、联立极化干涉观测方程直接求解不同散射机制高度这3种模式。现有研究对各类误差在极化干涉SAR不同处理模式下的综合影响分析尚很欠缺。该文在构建极化干涉SAR误差模型的基础上,提出了联立极化观测方程下散射机制的求解方法,推导了极化失真和干涉误差在极化干涉SAR不同处理模式下的综合影响模型,并通过仿真验证了模型的正确性,同时给出了3种处理模式补偿误差后的高度反演结果,补偿误差后通过极化最优相干得到建筑区域高度的均方根误差(RMSE)为2.77 m。在此基础上,通过仿真给出了极化干涉SAR不同处理模型下的误差影响曲线,比较了不同处理模型受误差影响的程度,并给出了合理解释,研究结果为极化干涉SAR系统设计、处理方法选择及数据应用提供了参考。     

全极化沿航虚拟多基线干涉SAR动目标检测性能分析

提出利用全极化雷达交替发射同时接收方式的虚拟基线,结合实际存在的基线,组合出三条新的虚拟基线,文中详细阐述了三条虚拟基线的物理意义,并分析这三条虚拟基线在提高动目标检测性能方面的潜能.与传统的单基线干涉SAR系统相比,基于全极化干涉SAR系统产生的虚拟基线,可以获得更优的最小可检测速度、最大不模糊可测速度,更广的测速范围,而且还具有速度解模糊能力.仿真结果验证了上述结论的正确性.     

Single-baseline polarimetric SAR interferometry

Examines the application of single-baseline polarimetric SAR interferometry to the remote sensing and measurement of structure over forested terrain. For this, a polarimetric coherent scattering model for vegetation cover suitable for the estimation of forest parameters from interferometric observables is introduced, discussed and validated. Based on this model, an inversion algorithm which allows the estimation of forest parameters such as tree height, average extinction, and underlying topography from single-baseline fully polarimetric interferometric data is addressed. The performance of the inversion algorithm is demonstrated using fully polarimetric single baseline experimental data acquired by DLR's E-SAR system at L-band     

极化干涉SAR的研究现状与启示

阐述极化与干涉结合的基本考虑,介绍极化干涉SAR相干最优和相干目标分解的基本思想,总结分析极化干涉SAR技术、典型星载极化SAR系统研制和极化干涉SAR应用的研究现状,以得到开展极化干涉SAR技术研究的启示。     

雷达遥感农业应用综述

雷达遥感具有全天时、全天候监测的能力,对植被具有一定的穿透能力,对植被散射体形状、结构、介电常数敏感;这些特性使得其在农业应用中极具潜力。该文首先介绍了雷达遥感在农业中的应用领域,概略总结了目前在农作物识别与分类、农田土壤水分反演、农作物长势监测等多个领域研究的综述文献;然后分别阐述了雷达散射计和各类SAR特征(包括:SAR后向散射特征、极化特征、干涉特征、层析特征)在农业各领域中应用的现状和取得的研究成果,最后结合农业应用需求和SAR技术发展总结了目前研究中存在的问题和原因,并对未来的发展进行了展望。      

Estimation of Surface Roughness Parameter in Intertidal Mudflat Using Airborne Polarimetric SAR Data

The coastal zones of the Korean peninsula are well known for their large tide ranges and vast expanse of intertidal flats. In this paper, methods of extracting the roughness of the scattering surface of intertidal mudflats from polarimetric synthetic aperture radar (SAR) data have been investigated. The L-band NASA/Jet Propulsion Laboratories airborne SAR data, which were acquired in the intertidal zone during PACRIM-II Korea campaign, were used to estimate the roughness of intertidal mudflats. Surface roughness can be utilized as a useful parameter to monitor the fishery activities in intertidal flats as well as the changes in textural characteristics of surface sediments. In order to retrieve roughness parameters, such as the rms height and the correlation length, of intertidal mudflats, three types of roughness inversion algorithms, based on the Integral Equation Method (IEM), semiempirical, and extended-Bragg models, have been investigated and developed. The inversion algorithms based on the IEM and semiempirical models can be applied to the dual-polarized SAR, while the extended-Bragg model-based inversion approach is also applicable to the fully polarimetric SAR observations. Results indicate the fully polarimetric approach is more pertinent to monitor geophysical parameters from space than the dual polarimetric approach, even if it is possible to reduce the number of unknown surface variables in the specific case of inversion problems.      

基于有向体模型的植被参数反演及室内宽带实验研究

该文对具有极化特征的植被提出一种基于有向体(OV)模型的参数反演算法,并尝试在微波暗室内构建全极化干涉合成孔径雷达半实物宽带测量系统,对模型及算法进行实验验证。根据OV模型的植被特征,以同极化之差所代表的二面角散射机理作为地形相位点的判别依据,结合计算平均值和标准差的方法反演出植被高度。接下来,在环境可控的微波暗室内构建了实验系统,采用两个高度已知的三面角对干涉基线距进行校准,提高了参数反演精度。实验结果表明：在场景的地体幅度比较大的情况下,植被反演高度与实际高度的误差仅为0.03 m,全频带内的高度反演误差不超过0.2 m,说明了反演算法的有效性。     

Retrieval of biophysical parameters of agricultural crops using polarimetric SAR interferometry

An existing two-layer model for forest height estimation is adapted for agricultural crops in order to develop a retrieval algorithm based on polarimetric synthetic aperture radar interferometry. This new inversion scheme is specifically tailored for vertically oriented agricultural crops, with extinction coefficients dependent on the wave polarization. Physical parameters of the vegetation scene are estimated from the location of the measured coherences in the complex plane. The proposed inversion scheme is validated experimentally with indoor wide-band polarimetric measurements on samples of corn and rice fields. Results show that the estimates of the thickness of the vegetation layer and the ground topography are reasonably accurate for a wide range of frequencies and baselines. Moreover, some interesting results are also obtained when using only dual-polarized data, which brings up new applications for present and future spaceborne missions.