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海岛的电磁散射建模方法研究

海岛的电磁散射建模方法研究

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作者：李龙江西安电子科技大学

学位级别：硕士

海岛的电磁散射特性研究在环境电磁散射领域具有重要研究意义,由于真实场景往往具有十分复杂的几何模型和散射特性,加上多种环境交错分布,使得建模和散射分析尤为困难。如今对诸如海岛等复杂地形场景的电磁散射特性研究,仍处于不断完善... 详细信息

海岛的电磁散射特性研究在环境电磁散射领域具有重要研究意义,由于真实场景往往具有十分复杂的几何模型和散射特性,加上多种环境交错分布,使得建模和散射分析尤为困难。如今对诸如海岛等复杂地形场景的电磁散射特性研究,仍处于不断完善的阶段,探究从真实复杂场景的几何建模到电磁建模一体化的复合散射解决方案将成为海上及地面目标识别等领域的首要目标和任务。本文以岛上及其周围海域所包含环境的几何模型为基础,结合数字高程模型及高分辨遥感影像,重建了真实三维地表景观,对研究区域的地表环境进行了分类识别划分,并以此为基础对海岛及其附近海域的复合场景进行了电磁散射特性分析计算。论文的主要工作有:1.首先对海岛研究区域中所包含的各种覆盖地物进行了几何建模和电磁散射特性分析,主要提出了不同类型岩体的几何建模方法,并对裸土、植被及海面的几何建模和电磁散射特性进行了计算分析。2.利用数字高程模型建立了真实地形表面,通过对高分辨遥感图像进行分类处理,得到分类信息数据。将真实地形表面和分类数据进行融合,得到了带有划分信息的三维地形景观模型。这种基于真实数据的建模方法高度还原了原有的地形及地物信息,不仅可用于计算海岛,对于滨海、山区、戈壁滩等任何高程和遥感影像所覆盖的区域同样适用,该方法与其它基于假设的建模方法相比具有极高的真实性。3.对海岛的复合模型进行了仿真,并以此为基础计算了海岛的复合散射,给出并分析了海岛的散射单元场分布结果,在同一环境下可根据表面反射强度的大小以及纹理较为直观得比较出不同地面环境对特定频率电磁波的散射或吸收能力的不同。海岛单元场的研究为海岛SAR成像的应用提供了数据支持。4.分析了建立海岛几何模型和散射模型需要解决的多个关键性问题,利用统一建模语言和可复用面向对象软件设计的思想对海岛的真实场景模型、典型地面环境几何模型和电磁散射模型进行了一体化建模,以此模型为基础开发了海岛的几何模型和散射模型建模一体化软件(软件后台,不包括前端),软件具有可拓展、可复用、可维护性强等优点,方便用于计算其他任何研究区域以及对未考虑到的地面环境(如雪地、沙地、森林等)进行拓展。

关键词：地海面数字高程模型遥感影像海岛建模海岛散射

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