極化干涉SAR小麥植被高度反演算法研究.pdf

1、極化干涉SAR是將極化SAR和干涉SAR技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，使其既具有極化SAR分辨不同散射機理的能力又具有干涉SAR獲取目標(biāo)高程的優(yōu)勢，從而改善了干涉相位的信噪比并且提高了目標(biāo)高度及相關(guān)參數(shù)反演的精度。極化干涉SAR通過散射矩陣分解技術(shù)，分離出多種散射機制的中心相位，同時還可以提取不同的干涉相位，從而為估計出小麥等植被的高度提供了可能，對監(jiān)測地面資源和環(huán)境保護(hù)都具有重大意義。
　　本文主要研究了極化干涉SAR的相關(guān)理論和植被高度

2、反演算法，所做的主要工作和創(chuàng)新如下:
　　(1)研究了極化干涉SAR的相關(guān)散射機理，分析了各種散射機理的模型和其適用范圍。同時研究了無約束條件的極化干涉相干系數(shù)最優(yōu)化理論，盡可能地分離出分辨單元內(nèi)不同的散射機制。
　　(2)深入分析了幾種典型的單基線散射相位中心估計的算法。首先研究了基于ESPRIT相位估計算法，并利用polsarpro軟件生成單基線的極化干涉SAR仿真數(shù)據(jù)驗證算法的性能。仿真結(jié)果表明:基于ESPRIT相位估

3、計算法能夠相對較好地估計出植被冠層頂部的相位，但是很難有效地估計出地面散射相位。針對基于ESPRIT相位估計算法因去極化分量的影響，在估計地面散射相位時存在的不足，結(jié)合無約束條件的極化干涉相干系數(shù)最優(yōu)化算法，對ESPRIT算法進(jìn)行了改進(jìn)，通過單基線極化干涉SAR數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真，驗證了改進(jìn)的ESPRIT算法較之傳統(tǒng)的ESPRIT算法擁有更高的反演精度。接著研究了基于Freeman-極化干涉互協(xié)方差矩陣分解的相位中心估計算法，同樣利用仿真數(shù)據(jù)

4、塒算法進(jìn)行分析，仿真結(jié)果表明基于Freeman-極化干涉互協(xié)方差矩陣分解的相位中心估計算法能比較好地估計出地面散射相位，但是在估計冠層頂部散射相位時存在較大誤差。
　　(3)結(jié)合改進(jìn)的ESPRIT算法及基于Freeman-極化干涉互協(xié)方差矩陣分解的相位中心估計算法的優(yōu)勢，提出了一種聯(lián)合算法。該聯(lián)合算法通過改進(jìn)的ESPRIT算法估計的冠層頂部相位和基于Freeman-極化互協(xié)方差矩陣分解算法估計出的地面相位之差來反演植被高度，最后利