没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
资源推荐
资源详情
资源评论
基于目标分解的极化 SAR 图像分类
硕研 2010 级 6 班 金姗姗 2010010615
摘要:极化 SAR 图像分类是 SAR 图像解译的重要内容,从现有的文献来看,基
于目标分解理论的极化 SAR 图像分类算法是所有分类算法中较为实用、准确,
且发展较快的。 以此为研究背景, 论文首先介绍了雷达极化的基础理论, 并在此
基础上系统地分析了当前各种典型目标分解算法的特性, 最后总结了几种典型的
基于目标分解理论的极化 SAR 图像分类算法。
关键词: 极化 SAR 目标分解 图像分类
Abstract: Polarimetric SAR image classification is pivotal in SAR image
interpretation. According to current literature, the classification algorithm for
polarimetric SAR image based on target decomposition theorems is the most practical
and exact one with fast developing speed among all algorithms. Under this
background of research, the basic theory on radar polarimetric is discussed at first in
this paper. Then the characteristic of typical target decomposition algorithms is
analyzed in detail. Finally, typical polarimetric SAR image classification based on
target decomposition theorems are summarized.
Key words:POLSAR Target Decomposition Image Classification
1 引言
极化合成孔径雷达 (SAR )通过测量地面每个分辨单元内的散射回波, 进而获
得其极化散射矩阵以及 Stokes 矩阵。极化散射矩阵将目标散射的能量特性、相
位特性和极化特性统一起来, 相对完整地描述了雷达目标的电磁散射特性, 为更
加深入地研究地物目标提供了重要的依据,极大地增强了成像雷达对目标信息
的获取能力。
从极化 SAR 图像数据中,我们可以提取目标的极化散射特性,从而实现全
极化数据的分类和聚类等其他应用。 这需要我们对极化数据进行分析, 有效地分
离出目标的散射特性,其理论核心是目标分解。目标分解理论是 Po1SA R 图像
处理技术中最基本的方法, 目标分解的主要目的是把极化散射矩阵或相干矩阵和
协方差矩阵分解成代表不同散射机理的若干项之和,每一项对应一定的物理意
义。目标分解的突出优点就是它们大都具有明确的物理解释。 因为目标回波的极
化信息可以反映目标的几何结构和物理特性, 所以极化目标分解理论可用于目标
检测或分类。 目前,极化目标分解理论主要分为基于散射矩阵分解的相干目标分
解方法和基于协方差矩阵或相干矩阵的部分相干目标分解两类。 本文从目标分解
的基本理论出发, 对这些分解方法进行了归纳和分析, 以便对这些分解方法进行
深刻的把握。为目标分解方法应用于 SAR 图像分类提供一些参考。
2 极化 SAR 图像的基本理论
2.1 极化合成孔径雷达概述
极化合成孔径雷达是合成孔径雷达向多功能方向发展的一个重要内容, 它能
有效提高获取目标信息的能力,为提高目标分类的精度提供了有力的工具。
传统的单极化合成孔径雷达仅能获得地面场景在某一特定极化收发组合下
的目标散射特性, 所得到的信息量是有限的。 若想对地物的地理和电磁特性作进
一步的分析与研究, 需要了解地物目标在不同极化收发组合下的回波特性, 即所
谓的雷达极化信息。这种能够获得地物目标极化散射特性的 SAR 系统称为极化
合成孔径雷达系统。 应用极化合成孔径雷达系统进行观测, 测量的数据不再只是
目标的后向散射系数,而是一个 2 2 的复散射矩阵。与传统的单极化合成孔径
雷达相比,极化合成孔径雷达的突出优点在于测量数据包含了更丰富的目标信
息,这样就为信息挖掘提供了可能,因此它在目标检测、识别、分类以及目标参
数反演等方面具有显著的优势。
极化合成孔径雷达通过测量地面每个分辨单元内的散射回波,进而获得其
Sinclair 矩阵 和 Mueller 矩阵,这些极化散射矩阵可以用来完全描述目标散射回
波的幅度和相位特性。利用极化合成技术,可以由目标回波的 Mueller 矩阵计算
出天线在任意极化收发组合下所接收到的回波功率值。 也就是说, 只需获得四种
基本极化组合,即 HH、HV、VH 和 VV 极化,就可以准确地计算出天线在所有
可能的极化状态下的接收功率值。 总之,极化合成孔径雷达通过调整收发电磁波
的极化方式可以获得场景目标的极化散射矩阵, 为更加深入地研究目标的散射特
性提供了重要的依据,极大地增强了成像雷达对目标信息的获取能力。
2.2 极化散射矩阵( Sinclair 矩阵)与 Mueller 矩阵
在雷达目标电磁散射特性研究中,雷达散射截面 (RCS)是最早出现且使用最
为广泛的特征量, 它能描述目标对电磁波散射效率, 表征了目标散射场与入射场
之间的幅度变换特性,但 RCS 缺乏对于目标回波相位和极化特性的表征能力。
随着雷达研究的进一步深入, 更多的学者认识到极化特性对于雷达全面描述目标
属性的作用极为重要, 因此迫切需要对雷达极化特性具有描述能力的物理量, 极
化散射矩阵与 Mueller 矩阵等能够描述极化效应的量值随之产生。
2.2.1极化散射矩阵
通常情况下, 雷达目标在远场区的电磁散射是一个线性过程, 若选定了散射
坐标系及相应的极化基, 则雷达入射波和目标散射波的各极化分量之间存在着极
化变换关系, 因此,目标的变极化效应可用一个复二维矩阵的形式来表示, 称为
极化散射矩阵 (Sinclair 矩阵 ),它代表了特定姿态和观测频率下目标的全部极化信
息。在后向散射坐标系中,雷达发射、接收的电磁波可以表示为
T
T
hT
T
v
T
hEvEE
( 2-1)
S
S
hS
S
v
S
hEvEE ( 2-2)
式中
T
E 表示发射电磁波 Jones矢量,
S
E 表示接收电磁波 Jones矢量,h 和 v 分别
为选定的正交极化基。根据电磁散射的线性性质,发射电磁波
T
E 与接收电磁波
S
E 之间的关系可通过一个 2 2 矩阵来表示,此矩阵就称为极化散射矩阵,即:
(2-3)
或者可表示为:
(2-4)
剩余14页未读,继续阅读
资源评论
zhangshushan
- 粉丝: 0
- 资源: 3万+
下载权益
C知道特权
VIP文章
课程特权
开通VIP
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- 本项目主要是用于微信夸夸群,之前也有很多夸夸的项目,但是效果不是很好,很容易答非所问,该项目对数据进行了优化升级 主要使用的语言为nodejs + python.zip
- 本站提出并实现了属性加密演示系统,旨在帮助初学者更好地理解属性加密技术,同时采用图文并茂的方式和通俗易懂的语言生动形象的介绍了属性加密的含义和相关理论知识 .zip
- Vue框架开发指南:从基础到高级应用
- JAVA栈(链表实现)
- 有源钳位正激功率级计算书
- 微信机器人,企业微信机器人,微信群机器人源码,微信机器人框架源码,微信发卡机器人源码,微信群聊机器人源码,微信群机器人功能菜单,易语言微信机器人源码,微信机器人源码php,微信群机器人管理系统.zip
- 废弃的易语言源码,已无力支撑下去更新 放弃,甚至有些开发一半夭折废弃.zip
- JAVA栈(链表实现)
- 将JSON数据类型一键转换为易语言自定义数据类型,喜欢的给个star吧!欢迎贡献code.zip
- 抽象代数期末试卷题目1
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功