全極化合成孔徑雷達(POLSAR)是對地遙感觀測的先進手段,能夠增強對目標物的幾何物理結構及介電特性等的探測能力。極化分解是應用全極化合成孔徑雷達數(shù)據(jù)提取目標散射特征的重要手段。對于非相干分解所使用的極化相干矩陣包含的信息量尚未定量估計,且計算平均相干矩陣時選用的滑動窗口大小依賴經驗性選擇。由于遙感的本質是利用有限的探測資料,獲取更多的目標信息,而信息論中的香農熵正可定量度量信息量。因此我們嘗試將香農熵引入到全極化合成孔徑雷達數(shù)據(jù)的信息量評價中,建立起對于相干矩陣信息量評價的方法,定量評估極化相干矩陣的信息量,并評估合理的滑動視窗大小。具體實現(xiàn)方法是,在提取極化散射矩陣的基礎上,利用不同大小的滑動窗口計算平均相干矩陣,而后進行特征值分解獲取其特征值,并以此為變量計算其香農熵,估計信息量,并將估計結果用于合理確定相干矩陣滑動窗口大小。為了說明此方法的有效性,利用不同平臺、不同波段的全極化合成孔徑雷達數(shù)據(jù)包括Radarsat-2、高分3號以及AIRSAR選取不同地物類型進行實驗分析,評價相干矩陣所包含的信息量,選擇合理的視窗大小。實驗結果表明,不同地物類型的極化相干矩陣包含的信息量差異較大。其中建筑物平均相干矩陣的信息量較低,且隨窗口增加信息量呈現(xiàn)近線性增加,而海洋、植被的極化相干矩陣信息量偏高,且隨窗口增加信息量先快速增加后趨于穩(wěn)定。針對不同遙感數(shù)據(jù)、平臺、波段、時段,同種地物的平均相干矩陣的信息量隨窗口大小的變化規(guī)律相近。本研究表明基于香農熵的相干矩陣信息量評價的方法,可以簡單有效地定量評估相干矩陣包含的信息量,同時也可為計算極化相干矩陣滑動窗口的選擇提供重要理論依據(jù)和指標參考,有助于后續(xù)目標分解工作的開展和更好地理解散射機制,從而可為深入挖掘極化SAR數(shù)據(jù)應用潛力提供重要參考。
【學位單位】：中國科學院大學(中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：P237
【部分圖文】：

波：沒有確定的極化參數(shù)，電場矢量分量之間完全不極化表征極化可以用極化橢圓的方式、Jones 矢量以及 Stoke波的極化特性進行描述，在 z 軸位置處截取與電磁波，電磁波穿過該等相位面形成了特征橢圓軌跡，可用磁波的極化狀態(tài)[41]： 20 0 020 0 0, , ,2 cos sinx y yy x x y yE z t E z t E z tE E E 橢圓的示意圖。

第 2 章 極化 SAR 的理論基礎方向角 ,2 2 ，表示橢圓長軸與 x 軸的夾角，且有0 02 20 0tan 2 2 cosx yx yE EE E ，y x 孔徑也稱為橢圓率角，其取值范圍為 0,4 ，由下式定0 02 20 0sin 2 2 sinx yx yE EE E 方向取決于 的符號， 0橢圓左旋， 0橢圓右旋。 為左旋橢圓和右旋橢圓的示意圖。

4.1 Radarsat-2 數(shù)據(jù)區(qū)域的 Pauli 分解偽彩色合成圖像uli the RGB color image based on decomposition of Radars三號數(shù)據(jù)，我國第一個分辨率達 1 米的 C 波段多極化 SAR 成高分 3 號覆蓋了包括條帶、掃描、聚束、波成像以及種成像模式，是目前世界上現(xiàn)有的 SAR 衛(wèi)星中成像標進行觀測，又可以對海洋進行探測，實現(xiàn)“一星多式如圖 4.2 所示：
【參考文獻】

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1 龍夢啟;楊學志;孟俊敏;劉根旺;張晰;董張玉;;利用香農熵的雙極化合成孔徑雷達船只檢測[J];遙感信息;2015年05期

本文編號：2882959