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竹子目标极化散射特性研究

竹子目标极化散射特性研究

作者：黄建开国防科技大学

学位级别：硕士

竹子是一种广泛分布于世界各地的木质草本植物,中国的竹资源以及竹产量为世界之最,占到世界竹资源的20%。丰富的竹资源为全世界带来不可或缺的经济价值、生态价值、社会价值和文化价值。竹子是一类特殊的具有周期性空腔结构的介质目标,... 详细信息

竹子是一种广泛分布于世界各地的木质草本植物,中国的竹资源以及竹产量为世界之最,占到世界竹资源的20%。丰富的竹资源为全世界带来不可或缺的经济价值、生态价值、社会价值和文化价值。竹子是一类特殊的具有周期性空腔结构的介质目标,对其展开研究有着重要的军事和民用的意义。在军事应用方面,亚太地区陆地战场竹林地貌广泛分布,急需获知竹子这一背景的极化散射特性,为竹林间重要目标探测提供支撑。在民用方面,在获知竹子极化散射特性后,可以利用雷达进行竹林资源探测、生物量监视、碳含量测量等工作。本论文聚焦竹子这一具有周期性空腔结构的介质目标,通过对其电磁特性的精密测量及极化散射特性研究,可为丛林作战、竹林资源参数反演等提供相应参考。本文主要进行了以下几个方面的工作:建立了竹材复介电常数特性的经验模型。相比传统的物理模型和半经验模型,本论文建立的经验模型非常方便在实际工程运用和地球雷达遥感中使用。在精密数控机床加工竹材样品之后,从0.5GHz到18GHz使用高精度的同轴线传输/反射法进行各向异性复介电常数的测量,对测量的数据建立关于含水率的经验模型,分析了其电磁特性。由于微观细胞结构的原因,竹材的纵向介电常数值比切向介电常数值要大。此外,考虑到不同季节中温度对介电特性的影响,分析了不同温度下的复介电常数变化关系。此外还研究了样品不同形态对复介电常数的影响。分析并建立了竹子周期性空腔结构目标的极化散射特性。受到一维相控阵的启发,建立了周期性目标的散射模型,使得分析周期性目标结构的散射机理过程更加简便。基于电磁仿真得到竹子的极化散射特性数据,分析竹子表面电流分布、竹子腔体内部电场分布、频域极化散射特性、时域极化散射特性以及空域极化散射情况,总结了周期性空腔结构的极化散射特性。

关键词：竹子复介电常数特性极化散射特性

基于地物散射特性分析的机载极化SAR分类研究

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基于地物散射特性分析的机载极化SAR分类研究

作者：宋才秀中南大学

学位级别：硕士

近年来,极化SAR技术作为新型SAR技术,以其表征地物信息更全,且不受云、雾、雨的影响等优势已成为国内外研究的热潮之一,并在相关领域得到越来越多的应用。极化SAR地物分类作为该技术应用的重要领域对于人类生产生活都起到非常重要的作... 详细信息

近年来,极化SAR技术作为新型SAR技术,以其表征地物信息更全,且不受云、雾、雨的影响等优势已成为国内外研究的热潮之一,并在相关领域得到越来越多的应用。极化SAR地物分类作为该技术应用的重要领域对于人类生产生活都起到非常重要的作用。关于极化SAR地物分类方法,人们已经研究了许多年,国内外专家在该领域提出了一些有里程碑意义的理论与算法。但是,目前该技术在分类领域中的研究与应用依然存在一些问题。该论文以目前极化SAR技术应用于分类中存在的两个问题出发,提出自己的研究思路。首先,本文针对其中人们对极化散射特性的理解依然有待加强,首次较系统的分析了不同地物类别下多种经典的表征极化散射特性的极化散射参数的变化情况,尤其侧重于入射角参数变化时各极化散射特性的改变情况。首次全面分析了入射角参数改变时,/HH/、/HV/、/VV/、Span、H特征、Freeman-Durden分解三分量各特征参数的变化情况,给出了可靠的结论。其次,当入射角参数变化较大时,当前极化SAR地物分类方法未考虑该参数的影响而导致分类结果出现错分现象的问题,论文首次提出基于入射角纠正的机载极化SAR分类算法,并采用不同机载平台的极化SAR影像验证算法的有效性和可靠性,分析了不同波段下该算法的可行性。另外,本文以国家西部测图工程子项目为依托,应用了两种经典的分类器(Wishart分类器、SVM分类器)来比较入射角参数纠正与否的分类结果,给出了定量的精度评定结果;并针对基于入射角参数纠正的分类算法对于山区地区不适用的缺点,本文提供了基于Freeman-Durden分解生成决策树分类的思路,结果表明该思路对于实际生产生活有一定有参考价值。

关键词： PolSAR 极化散射特性入射角参数分类

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目标交叉极化散射特性的强度分析

雷达科学与技术 2012年第5期10卷 544-548页

作者：常宇亮文玲戴幻尧国防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙410073 国防科技大学计算机学院湖南长沙410073

对于雷达目标交叉极化散射弱于共极化散射的认识,具有易被忽视的前提,即通常当目标关于由天线和目标所确立的平面对称时,因两者之间相对位置的特殊性才使得目标散射的交叉极化分量明显弱于共极化分量。通过理论推导和测量实验,对目标交... 详细信息

对于雷达目标交叉极化散射弱于共极化散射的认识,具有易被忽视的前提,即通常当目标关于由天线和目标所确立的平面对称时,因两者之间相对位置的特殊性才使得目标散射的交叉极化分量明显弱于共极化分量。通过理论推导和测量实验,对目标交叉极化散射强度进行了分析,并在相当广泛的意义上证明了交叉极化散射并不一定弱于共极化散射。该结论对于进一步挖掘雷达极化信息获取能力,进而充分利用极化信息提高雷达工作性能具有一定的启发意义。

关键词：共极化交叉极化极化散射特性正交极化基

一种基于空间微动目标的极化散射特性分析新方法

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一种基于空间微动目标的极化散射特性分析新方法

一种保持散射特性的极化SAR图像滤波方法之探究

第十三届全国DSP应用技术学术会议

作者：张耀天魏宇浩陈鹏辉王俊北京航空航天大学

从极化角度研究运动目标的散射特性会存在以下问题:常用的极化分解方法仅适用于雷达目标,而空间微动目标的极化散射特性绝不仅仅是时间序列上的雷达目标极化散射特性的近似。那么为解决以上问题,本文提出了一种基于空间微动目标的极化... 详细信息

从极化角度研究运动目标的散射特性会存在以下问题:常用的极化分解方法仅适用于雷达目标,而空间微动目标的极化散射特性绝不仅仅是时间序列上的雷达目标极化散射特性的近似。那么为解决以上问题,本文提出了一种基于空间微动目标的极化散射特性分析新方法。首先,该方法分别从窄带和宽带条件下分析雷达目标的极化散射特性,通过分别分析典型模型在窄带和宽带条件下的差异,选取合适的特征。其次,由于空间目标总是存在微动,那么在目标坐标系下直接对极化散射矩阵进行分解得到的目标散射特性与实际的目标散射特性必然存在误差,因此在目标坐标系不变的前提下,我们通过将雷达坐标系下的水平极化和垂直极化转换为目标坐标系下的水平极化和垂直极化,可以极大程度的保留典型目标的微动特性,这给提取典型目标的差异性特征提供了一条新的解决思路。仿真结果验证了本方法的有效性。

关键词：空间微动目标极化散射特性矩阵分解坐标系转换

来源： cnki会议评论

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计算机科学与应用 2017年第10期7卷 1008-1014页

作者：覃艳四川科技职工大学安全工程系四川成都

合成孔径雷达(Synthetic aperture radar, SAR)是一种应用非常广泛的高分辨率成像雷达,其具有全天候、多极化、多视角、多俯角获取数据能力,对云层、烟雾等有较强的穿透能力,被广泛应用与卫星侦查、地址探测等领域。但是这些雷达设备获... 详细信息

合成孔径雷达(Synthetic aperture radar, SAR)是一种应用非常广泛的高分辨率成像雷达,其具有全天候、多极化、多视角、多俯角获取数据能力,对云层、烟雾等有较强的穿透能力,被广泛应用与卫星侦查、地址探测等领域。但是这些雷达设备获取的SAR图像,其要被清晰的识别,还需要进行很多的图像处理工作,其中极化SAR图像的滤波处理就是其中的一个重要的过程,对极化SAR图像进行滤波处理,改进极化SAR图像滤波处理算法,进一步提高SAR图像辨别能力,一直是SAR研究领域的热点。本文介绍了极化SAR图像的特点,探讨了一种能够保持散射特性的极化SAR图像滤波方法,该方法在传统的极化SAR滤波Lee方法上增加了自适应窗口处理以及滤波参数预估计等步骤,有效的提高了传统的滤波方法的抑制相干斑的能力,同时能够很好的保持极化SAR图像的极化散射特性。

关键词：极化散射特性合成孔径雷达(SAR) 图像处理自适应窗口

基于h/q分解和贝叶斯迭代分类的跑道检测算法

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系统工程与电子技术 2016年第9期38卷 2048-2054页

作者：韩萍常玲程争石庆研中国民航大学智能信号与图像处理天津市重点实验室天津300300

提出一种无监督分类的机场跑道检测方法。首先利用h/q分解对原图像中所有像素点进行粗分类,建立初始样本模板;利用初始样本模板对原图像进行贝叶斯迭代分类,得到分类图;结合跑道的极化散射特性、弱回波特性及形态学处理方法,从分类图中... 详细信息

提出一种无监督分类的机场跑道检测方法。首先利用h/q分解对原图像中所有像素点进行粗分类,建立初始样本模板;利用初始样本模板对原图像进行贝叶斯迭代分类,得到分类图;结合跑道的极化散射特性、弱回波特性及形态学处理方法,从分类图中提取出疑似跑道区域;最终应用跑道的结构特征进一步辨识疑似跑道区域,检测出真实机场跑道目标。通过美国UAVSAR系统采集的多组全极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)实测数据验证本文算法的有效性,实验结果说明,所提算法能有效、正确地检测出复杂场景下极化SAR图像中的机场跑道区域,且结构完整清晰,虚警率低。

关键词： h/q分解贝叶斯迭代分类极化合成孔径雷达图像跑道检测极化散射特性

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拉布拉多海一年平整冰厚度SAR反演算法

中国石油大学学报（自然科学版） 2014年第3期38卷 186-192页

作者：刘眉洁戴永寿张杰张晰孟俊敏中国石油大学信息与控制工程学院山东青岛266580 国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061 青岛大学物理科学学院山东青岛266071

在利用实测一年平整冰厚数据和同步全极化RADARSAT-2 SAR影像、全面分析不同SAR极化参数对海冰厚度敏感度的基础上,发现Alpha角最高;从理论上证实利用两者相关性反演冰厚的可行性,将所得经验方程用于冰厚反演,其结果与实测数据吻合较好... 详细信息

在利用实测一年平整冰厚数据和同步全极化RADARSAT-2 SAR影像、全面分析不同SAR极化参数对海冰厚度敏感度的基础上,发现Alpha角最高;从理论上证实利用两者相关性反演冰厚的可行性,将所得经验方程用于冰厚反演,其结果与实测数据吻合较好;与现有常用方法的反演结果进行对比表明,新方法误差较小;Alpha角可以用于一年平整冰厚度反演,证明全极化SAR海冰信息反演冰厚确有优势。

关键词：海冰厚度 Alpha角海冰厚度反演算法极化SAR 极化散射特性拉布拉多海

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PolSAR图像的改进非局部均值滤波算法

系统工程与电子技术 2019年第5期41卷 992-999页

作者：韩萍贾锟卢晓光韩宾宾中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室天津300300

为了在抑制相干斑的同时更好地保留地物目标的极化散射信息和结构信息,提出了一种基于变异系数(coefficient of variance,C.V)的极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)图像自适应非局部均值滤波算法。该算法... 详细信息

为了在抑制相干斑的同时更好地保留地物目标的极化散射信息和结构信息,提出了一种基于变异系数(coefficient of variance,C.V)的极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar,PolSAR)图像自适应非局部均值滤波算法。该算法结合图像子块的统计特性和目标点的极化散射特性筛选同质像素,然后引入C.V自适应选取平滑系数来计算滤波所用的权重,最后对同质像素进行非局部均值滤波。用不同系统采集的PolSAR数据进行的实验结果表明,与精致LEE滤波、NL-Pretest滤波以及最新的滤波方法相比,本文算法不仅能够有效抑制相干斑噪声,而且图像的边缘和极化散射特性也得到了更好地保持。

关键词：极化合成孔径雷达图像非局部均值滤波变异系数极化散射特性同质像素筛选

改进Notch滤波的全极化SAR数据船舶检测方法

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中国图象图形学报 2013年第10期18卷 1374-1382页

作者：孙渊王超张红张波吴樊中国科学院遥感与数字地球研究所北京100094 中国科学院大学北京100049

全极化SAR数据提供了更多的地物极化散射信息,目前被广泛地应用于海上船舶检测的应用研究。提出改进的Notch滤波方法,实现全极化SAR数据的海上船舶检测。该方法结合目标的极化散射特性与能量双重特点,设计针对海面、方位向模糊、相干斑... 详细信息

全极化SAR数据提供了更多的地物极化散射信息,目前被广泛地应用于海上船舶检测的应用研究。提出改进的Notch滤波方法,实现全极化SAR数据的海上船舶检测。该方法结合目标的极化散射特性与能量双重特点,设计针对海面、方位向模糊、相干斑噪的不同滤波,消除虚警,通过功率(SPAN)能量因子降低由于散射机制相同而造成的漏检。利用RADATSAT-2全极化精细扫描数据对本文方法进行验证,并与极化白化滤波(PWF)和SPAN方法进行对比分析,实验结果表明,本文方法能从海面上有效检测出各种大小的船舶,同时能抑制方位向模糊、相干斑噪以及船舶的旁瓣造成的虚警。

关键词：船舶全极化SAR Notch滤波虚警极化散射特性