基于SAR圖像的冰雪覆蓋信息提取方法研究.pdf

1、隨著氣候變暖和極端天氣增多,冰雪制圖和雪災(zāi)評估成為全球研究的熱點(diǎn)。合成孔徑雷達(dá)(SAR)具有全天候、全天時(shí)、高分辨率的特點(diǎn),在積雪制圖研究中有著特殊的優(yōu)勢,彌補(bǔ)光學(xué)衛(wèi)星的不足。本文的主要研究內(nèi)容為利用SAR圖像提取積雪覆蓋面積,并對提取結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證分析。
　　合成孔徑雷達(dá)干涉(InSAR)技術(shù),可用于地表相干性評估。本文選取了不同地區(qū)、不同地形、不同時(shí)間段的多組 ERS-1/2串接干涉數(shù)據(jù)對,統(tǒng)計(jì)分析雪及其它地物的相干性。結(jié)果表明

2、,對于時(shí)間基線為一天的干涉對,積雪、水域、冰面、森林等地物相干值較低,而其它地物的相干值相對較高。本文還利用 ERS-2和ASAR六組時(shí)間基線較長的干涉對,分析普莫雍錯(cuò)湖地區(qū)地物的相干性。與時(shí)間間隔僅一天的相干性對比發(fā)現(xiàn),地物在間隔35天和70天的相干性下降明顯。
　　本文根據(jù)積雪與其它地物的相干性差異,采取相干性閾值分類的方法,提取了多組實(shí)驗(yàn)地區(qū)的積雪覆蓋面積。將SAR圖像積雪提取結(jié)果與同時(shí)期的光學(xué)圖像積雪分類結(jié)果對比,計(jì)算積雪

3、提取的準(zhǔn)確度,并分析錯(cuò)誤分類的原因。實(shí)驗(yàn)表明, InSAR技術(shù)可以有效地提取積雪面積信息。時(shí)間基線較短的干涉對,有利于提高積雪面積的提取精度。然而這種方法需要實(shí)驗(yàn)地區(qū)的先驗(yàn)信息,如氣候、地形等,同時(shí)復(fù)雜地表對積雪提取精度影響較大。本文還分析了SAR圖像疊掩和陰影對積雪分類的影響,加入了疊掩和陰影區(qū)的判別。結(jié)果表明,因雪山的疊掩和陰影區(qū)也可能有積雪覆蓋,若直接排除這類區(qū)域,并不能明顯地提高分類精度。
　　論文的最后一章,InSAR技

4、術(shù)用于城鎮(zhèn)地區(qū)的積雪檢測。利用無雪和有雪時(shí)期多組 ASAR數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)了烏魯木齊地區(qū)的地物相干性。通過分析兩組夏季時(shí)期的干涉對,發(fā)現(xiàn)城鎮(zhèn)由于人類活動(dòng)、農(nóng)作物生長等因素,35天時(shí)間間隔的相干性非常低,但機(jī)場、大面積廣場等特殊地物的相干性較高。本文還利用四組降雪期的干涉對、以及一組有雪和無雪的干涉對,分析降雪后城鎮(zhèn)各類地物的相干性變化。結(jié)果表明無雪時(shí)相干性較高的機(jī)場、郊區(qū)荒地,在被積雪覆蓋后相干性顯著下降。可以利用城鎮(zhèn)中這類特殊地物的相干性特