不依赖人工定标器的全极化SAR定标研究进展

极化定标是极化合成孔径雷达应用的前提。传统极化定标方法以地面布设的人工定标器为参考,通过极化畸变模型对系统误差进行求解与标定。然而,人工定标器价格昂贵、数量稀少,每次定标任务都需根据传感器过境方向、雷达视角等信息进行设备调整;此外,现代雷达系统工作波位多、入射角调节范围大,不同视角获取影像的定标参数也不相同,这对地面定标设备的布设精度、调整的时效性提出了更高要求。为了及时、快速地完成极化定标,如何以自然界中的某些特殊地物作为人工定标器的替代品来完成定标具有重大的科学价值。本文综述了近年来国内、外提出的不依赖人工定标器的SAR极化定标研究进展（即自主定标）。首先阐述了极化定标的基本流程与极化质量评价体系;然后对近年来高精度自主定标相关研究进行了梳理,根据技术特点将其分为基于自然地物约束的自主极化定标、基于似角反射器的自主极化定标两类,对不同算法适用性进行了分析;最后对未来的研究方向进行了展望。     

一种利用Cloude-Pottier分解和极化白化滤波的全极化SAR图像分类算法

K-Wishart分布旨在通过统计方法更精确地描述极化SAR多视协方差矩阵或相干矩阵数据,揭示极化SAR影像在异质场景下的非高斯统计特性。以内蒙古自治区依根实验区和河北省遵化实验区的国内机载数据为例,分别进行了Wishart和K-Wishart非监督分类实验。研究结果表明,K-Wishart分类器适用于提取林地、园地、农村居民点等较不均匀区域。同时,本文通过分类准确性和稳定性两个方面对K-Wishart分类器的性能进行了评价。     

基于S-RVoG模型的PolInSAR森林高度非线性复数最小二乘反演算法

针对经典的PolInSAR森林高度三阶段几何反演算法在单基线条件容易受到地体幅度比假设以及地形坡度影响的问题,从测量平差角度提出了基于S-RVoG模型的PolInSAR非线性复数最小二乘森林高度反演算法。该算法不再需要假设某一个极化通道地体幅度比为零,且采用考虑地形坡度影响的S-RVoG模型作为平差模型。为了验证算法,本文采用欧空局BioSAR2008项目提供的3景P波段极化干涉SAR数据进行两组单基线森林高度反演试验。结果表明,在单基线条件下,基于RVoG模型的非线性复数最小二乘算法反演结果优于三阶段几何反演算法,而基于S-RVoG模型的非线性复数最小二乘算法进一步提高反演精度,对于坡度较大区域(坡度>10°),精度平均提高了18.48%。     

水污染的导电性和激电性与污染浓度变化关系的几个实验结果

为了解用电阻率法、电磁法和激发极化法监测地下水污染的可能性,给出了在水样和含水砂样中,加入了不同浓度的无机污染物和有机污染物时,样品电阻率、极化率、半衰时和偏离度等导电性和激电性参数与浓度变化关系的几个实验观测结果．水样中的观测结果表明,除个别有机污染样品的电阻率随浓度增加有所增大外,其余所有无机污染和有机污染样品的电阻率均随浓度的增加而减小．含水砂样中的观测结果表明,不同污染成分样品的电阻率和极化率,均随孔隙液浓度的增加而减小,但对反应样品激电时间特性的参数而言,则有半衰时随浓度增加而减小,偏离度随浓度增加而增大的规律．同时指出,用电阻率法、电磁法和激发激化法监测地下水污染是十分困难的．     

面极化模拟解释激发极化异常的不适用性

在椭球座标系中对均匀外电流场中的面极化椭球体的电场进行了求解.在解拉普拉斯方程时一般解的系数是椭球座标的函数,因而解答不正确,这表明了面极化体激发极化电场分布和求正确解的复杂性.此解答和均匀外电流场中体极化椭球体的电场解答的明显差别,说明两类电场不具有相似性.因此,用面极化模拟解释通常为体极化的实际地质体的激发极化异常显然是不适用的.物理模拟证实了这一理论研究结果.     

模拟单一介质火区试验研究及数据分析

目前国内外有关自燃火区覆盖岩层介质极化率、介质电阻率与温度三者关系研究较少.本文通过室内的多参数试验台,使用直流电法仪在各测点上进行多个AB/2值的视极化率和视电阻率数据的采集,同步采集相应三维空间点的温度值.通过整理、分析、归纳和对比试验数据揭示热源上单一介质覆岩的各参数之间的关系.由于深度、视极化率、视电阻率与温度之间复杂的非线性关系,最后本文以某点为研究对象,利用BP神经网络对该问题进行探讨研究.     

一种特征选择的全极化雷达影像分类方法

针对极化合成孔径雷达(PolSAR)影像面向对象分类过程中存在数据冗余、特征维数高导致分类精度降低的问题,该文提出了一种基于信息增益比和基于相关性的特征选择(CFS)算法的分类方法。该方法首先在经典的过滤式CFS算法基础上,引入信息增益比评估模型舍弃贡献小的特征。然后采用目前流行的封装式分类回归树(CART)算法做进一步筛选并分类。最后以GF-3不同场景和成像时间的影像数据为例进行实验,将该方法与信息增益比评估模型优化特征集、CFS算法优化特征集、全部特征集的CART分类结果进行对比。结果表明,该方法各项精度评价指标均优于其他对比方法,验证了该方法在PolSAR影像面向对象分类领域的可行性。     

X波段双线极化雷达差分反射率的衰减订正

同时发射水平和垂直极化电磁波的双线极化雷达,能同时获取两个通道的反射率和相位.使用极化雷达极化分集的物理基础是降水粒子在下落过程中总是呈现扁椭球形状,在平衡时,降水粒子椭率与其体积有关,差分反射率就是衡量粒子椭率大小的物理量.但是由于水平和垂直方向的差异,导致了这两个方向的衰减出现差异,进而导致差分反射率不能真实地反映粒子的椭率大小,所以必须进行衰减订正.本文使用实际雷达回波资料,利用反射率和差分反射率之间的约束关系,同时考虑了探测仰角对差分反射率的影响,通过统计拟合的方法,确定了差分衰减与差分传播相移之间的关系.在此基础上,比较了一次层状云个例的两个比较均匀降水区域在订正前后的差异.结果表明,雷达RHI、PPI图像在订正前后发生了明显的变化,差分反射率与反射率之间的关系得到改善,说明这种订正方法的可行性和实用性.这种使用实际雷达资料本身的约束关系进行订正的方法,可以灵活地根据不同的雷达、不同的地点、不同的天气环境统计相应的订正参数,因此避免了诸如温度等的变化对订正参数的影响,具有较好的实际应用前景.     

温泉地震台新老台址地电场观测数据对比分析

通过极化方位角、谐波振幅的处理数据方法分析温泉地震台新、老台址地电场观测数据资料,研究对比了两台址的场地环境、观测仪器。结果显示：(1)两台址地电场受融雪、降雨等自然环境干扰形态类似;(2)两台址地电场日变形态均为双峰单谷型,与地磁场的快速变化成分具有相同的场源;(3)温泉老台地电场6阶谐波振幅比新台的大,分析认为老台场地自然坡度略大所致;(4)新、老台址地电场极化方位角分别为60°和15°,日常跟踪分析时可供参考。