当前利用星载合成孔径雷达(SAR)进行全天侯船舶遥感监测无法有效的对船只进行分类,随着SAR技术的发展,特别是极化干涉SAR(Pol-In-SAR)的出现,这一现状或许能够得到改变。本研究尝试利用极化干涉SAR技术,研究海洋船只的检测与分类方法。研究主要利用极化干涉SAR技术,生成船只和海区的相关系数图,结合概率神经网络技术和恒虚警技术,研究基于相关系数图的船只检测方法;利用极化分解技术(Pauli分解)和干涉测高技术,从极化干涉数据中获取船只表面结构散射特性和表面高度结构,进行船只表面结构重建,再以船只类别模型为参照,探索船只分类的方法。研究将推动极化干涉技术在船只遥感分类上的应用。
polarimetric interferometry;interfere;height extraction;coherence coefficient;target classification
本项目主要研究了利用极化干涉SAR 数据对海上船舶进行分类方法的研究,受到干涉数据要求的限制,项目采用了石油平台作为替代研究目标,以检验方法的可行性。项目研究了基本干涉图像处理,包括图像配准、基线估计、极化相干最优、极化合成、干涉相位图生成和去平地效应。项目的主要研究工作包括1)研究利用相干系数图,提出了基于相干系数图的非参数法船只检测技术,采用概率神经网络和CFAR检测模型,建立了检测技术流程,检测试验结果表明该方法性能良好,尤其适用对相干海上目标的检测。2)利用Pauli相干分解和极Freeman-durden分解,对典型海上目标进行了分解分析,获得了基于Pauli分解的散射点散射类型分类的方法和船只表面散射类型分类的方法。3)基于极化干涉处理,提取海上目标高程信息,对目标表面结构进行重建,构建海上目标类型模型,对海上目标进行分类。项目完成了预定的研究内容,实现了研究目标。 项目的主要创新点有两点,一是基于相干系数图的非参数目标检测方法,实验验证表面,该方法对于检测海上相干目标具有非常强的优势,如果可以与双天线SAR 图像的处理,可以实现对运动船舶目标的检测,并可以克服传统SAR 图像的检测虚警问题;二是采用干涉测高原理,提取了海上目标的表面高程点信息,重建表面结构,并进行分类,该方法实质类似三维成像雷达。研究在海上孤岛区域的相位解缠方法上提出了新的思路,但是对研究结果的进一步证实仍需要更多的研究。