中文摘要：

微波成像具有全天时、全天候的对地观测能力，海洋微波遥感是海洋监测的重要手段之一，也是微波成像技术的重要应用领域之一。现有的海洋微波遥感技术尚未综合考虑微波成像的波段、极化、观测角度、分辨率等多维度信息。本课题根据海洋微波遥感及监测对象的特点，选取水下地形与海冰为典型应用对象，开展其多维度微波成像应用研究。本课题的主要研究内容为开展水下地形与海冰多维度遥感信息响应特性分析，建立多维度微波信息水下地形与海冰遥感探测模型，并开展水下地形与海冰的多维度微波信息优化组合方案研究。通过本课题的研究，检验本课题所属重大项目所研究的多维度微波成像散射机理与信号处理方法，并为发展海洋多维度微波遥感探测技术奠定基础。

结论摘要：

SAR是先进的成像微波遥感器，目前SAR正在从单波段、单极化等单一维度向多波段、全极化、多视角、多分辨率的多维度发展，本课题结合SAR技术的发展趋势和海洋监测对象的特点，分别选择海冰和水下地形作为研究对象，开展多维度微波成像的海洋应用研究。本课题的研究首先从海冰和水下地形的多维度SAR响应特性分析入手，然后探讨建立多维度微波信息的探测模型，最后经综合分析，分别给出海冰和水下地形多维度SAR探测优化组合方案。本课题的研究成果主要有在海冰多维度SAR探测方面，①开展了渤海海冰类型的SAR响应特性分析，掌握了多维度SAR对海冰类型的响应能力。②基于海冰生长模型和海冰电磁散射模型，给出了L、C和X等多波段、全极化、不同入射角的SAR渤海海冰厚度的探测能力。③利用实测的北极海冰厚度数据，开展了C波段全极化SAR的海冰厚度探测能力评估，给出了北极海冰厚度SAR探测的最优极化参数。④提出了一种含有气泡和卤水胞两种离散散射体的海冰电磁散射模型，并分析了气泡对海冰电磁散射的影响。⑤在海冰分类研究方面，利用多维度SAR数据信息丰富的优势，发展了基于纹理特征的SAR海冰凝聚层次分割方法、基于类间伴生关系的SAR海冰分类方法、基于极化散射特征的SAR海冰分类方法、基于多波段全极化SAR海冰影像融合的分类方法。⑥基于海冰厚度与海冰类型具有一定关联性的特征，给出了适用于渤海海冰分类SAR海冰厚度分级探测方法。⑦在SAR海冰厚度定量反演研究方面，分别提出了基于极化Alpha角的北极海冰厚度反演方法和基于极化分解的SAR渤海海冰厚度反演方法。在水下地形多维度SAR探测方面，①开展了不同时相、不同波段、不同极化SAR数据对水下地形的响应特性分析。②开展了辽东湾水下地形SAR成像仿真和探测的应用。③建立了水下地形多时相SAR同化探测模型和水下地形全极化SAR探测模型，并应用于台湾浅滩水深反演，反演的精度全部达到课题指标要求。另外，本课题还提出了多维度微波成像海洋遥感应用优化组合方案建议，为我国航空航天重大科技专项SAR系统配置方案的优化提供了支撑。本课题共录用发表学术论文32篇，其中SCI收录4篇，EI收录10篇，核心期刊论文13篇，中文会议论文5篇。本课题的部分研究成果已在海洋业务部门进行了应用示范，对提高多维度SAR在我国海洋防灾减灾及海洋环境监测的应用水平具有重要意义。