The extended-Bragg scattering model-based method for ship and oi...

The extended-Bragg scattering model-based method for ship and oil-spill observation using compact polarimetric SAR 合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）是一种遥感技术，通过发射并接收电磁波，来获取地球表面的信息。SAR具有全天候、全天时的工作能力，并能够穿透云层、雾等不利天气条件，因此，在海洋监测领域具有独特的优势。极化SAR（Polarimetric SAR，简称Pol-SAR）则是一种特殊的SAR模式，它不仅提供了雷达回波的强度信息，还包括了回波的极化状态信息，即电磁波的偏振方向，使得Pol-SAR能够提供关于地表散射特性的更多细节信息。 文章中提到的紧凑极化SAR（Compact Polarimetric SAR，简称CP模式）是一种特殊类型的极化SAR，相比于全极化SAR，CP模式能在发射和接收过程中使用更少的极化通道，从而在保持较高成像覆盖范围的同时，减轻数据处理的负担，也降低了对传输功率的要求。这一模式特别适合于大范围的海洋和陆地监测，由于其效率高，资源消耗低，在海洋监视等应用中有很大的应用潜力。 对于海上油污和船舶观测来说，SAR图像中的极化特征是非常重要的。由于海上油膜和船舶的物理散射特性与海洋表面有所不同，因此可以通过分析SAR图像中的极化特征来区分它们。文章中提到的扩展Bragg模型（Extended Bragg model，简称X-Bragg模型）是一种基于Bragg散射原理的模型，该模型假设由粗糙表面产生的后向散射波的反射对称性，并利用这个特性来推导出目标散射的模型。由于油膜的散射特性是非Bragg型的，而船舶散射则以双次散射和船舶与海面之间的多次反射为主，因此利用X-Bragg模型可以区分油膜和船舶以及它们的相似物，比如生物粘液层（biogenic slicks）和低风区域（Low Wind Region，简称LWR）。 文章中还提到了一些关键技术术语，例如“全极化SAR数据”（fully polarimetric SAR data）指的是在SAR系统中，发射和接收都使用了完整的极化通道来获取数据。而“油膜”（oil spills）是指由于石油泄漏或其他原因，在海面上形成的油类物质的污染。而“船舶探测”（ship detection）是指利用SAR图像技术，对海面目标进行识别和定位。 在研究中，作者对C波段的SIR-C/X-SAR和RADARSAT-2获取的全极化SAR数据进行了实验，以检验基于扩展Bragg散射模型的新方法在船舶和油膜观测方面的性能。实验结果表明，基于X-Bragg模型的方法能够有效区分油膜和两种重要的干扰类比（生物粘液层和低风区域），并且对船舶增强方面也表现出良好的性能。此外，通过X-Bragg模型，文章提出了一种基于圆极化传输的CP模式的等效方法。实验结果表明，对于海洋目标观测，CP模式和全极化模式之间可以获得相似的结果。 本文提出的基于扩展Bragg散射模型的紧凑极化SAR方法在船舶和油膜观测方面显示出了较大的潜力。这项技术不仅可以区分油膜、船舶及其相似物，而且通过CP模式的应用，提高了成像覆盖范围，为未来的海洋监测提供了一种高效的技术手段。