基于极化干涉SAR层析的目标信息提取与图像分类技术研究

Study on target information extraction technique and image classification, based on Polarimetric Interferometry SAR and Tomography (PolInSAR Tomography), is a hot topic in SAR image processing. The aim of this project is to explore the theory and new method of the PolInSAR Tomography data. The project is conducted in the following three subjects: (1) Investigate basic scattering mechanism models based on PolInSAR Tomography data, analyze and validate the validity of the models of typical targets. (2) Investigate the PolSAR target decomposition technique of SAR tomography, derive the target decomposition methods of PolInSAR Tomography using simple and general scattering models, and use real data to demonstrating its validity. (3) Investigate the new methods of image classification based on target decomposition of PolInSAR Tomography, and use real data to demonstrating its validity. The researches in the project are aim at studying on the scientific analysis and research of PolInSAR Tomography data, and doing research on information extraction and image classification from practical application problems. The outcome of this project will provide new technique for the SAR information extraction and target recognition, and is significantly important for the interpretation of SAR image by fully exploring target information.

基于极化干涉SAR层析的目标信息提取与图像分类技术研究是热门研究课题。本课题主要研究极化干涉SAR层析数据处理的理论和新方法，包括：（1）研究基于极化干涉SAR层析数据的基本散射机理模型，并对典型地物目标的极化层析模型进行分析与验证；（2）研究多基线层析SAR的极化目标分解技术，推导基于简化散射模型及一般散射模型的多基线层析极化目标分解算法，利用实测极化层析数据对新算法进行验证；（3）研究基于多基线层析极化目标分解的图像分类新算法，利用实测极化层析数据对新算法进行验证。项目研究旨在理论上开展多基线层析SAR数据的科学分析研究，从实际应用出发开展雷达目标的信息提取与图像分类研究。项目的研究成果可为SAR信息提取与目标识别提供新的技术途径，对于充分挖掘目标信息应用于图像解译具有重要意义。

极化SAR层析技术是SAR极化与干涉层析技术的结合，使高分辨成像雷达同时具备了目标电磁特征探测与目标空间结构、环境感知的能力，使得极化干涉SAR层析技术对目标的检测、识别，特征参数提取等方面有了进一步的探知空间。项目细致地分析了基于极化干涉SAR层析数据的典型地物目标散射机理，提出了基于单相位中心和双相位中心的极化层析分解算法和一种基于极化层析目标分解的功率谱估计算法，并基于极化层析分解技术的研究成果提出了目标高程估计算法和极化层析SAR图像分类算法。实验结果表明，所提出的极化层析分解方法可以有效的表征目标不同散射过程的高程功率分布情况，所提出的分类算法可以较好的应用于极化层析数据的图像分类，特别是具有较复杂的散射过程的目标（如建筑物、森林等）的细节分类与识别。项目的研究成果可为SAR信息提取与目标识别提供新的技术途径，对于充分挖掘目标信息应用于图像解译具有重要意义，在地形测绘、海洋监测、农林业测绘、军事侦察、气象制图、环境保护及灾情监测等领域具有广泛的应用潜力。