基于極化特征分析的衛(wèi)星SAR林火燃燒強度估計研究.pdf

1、林火是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要干擾因子，準確地掌握林火信息對于森林生態(tài)系統(tǒng)的保護、森林資源管理和碳循環(huán)研究都有重要意義。合成孔徑雷達(Synthetic aperture radar，SAR)后向散射信號中包含與植被結構、生物量等直接相關的信息，而燃燒強度本質上是由單位面積內燃燒掉的林木和生物總量所決定的，這個量顯然與過火林地的結構特征密切相關。相比于光學和紅外遙感，SAR能提供關于林火的獨特信息?，F(xiàn)有SAR林火監(jiān)測方法絕大多數(shù)是基于單極化或

2、雙極化數(shù)據(jù)的后向散射強度進行分析，僅能獲得地面場景在特定極化收發(fā)組合狀態(tài)下的目標散射特性，所得到的信息量有限，沒有充分利用極化測量的優(yōu)勢。
　　本文以新一代星載全極化SAR Radarsat-2和ALOS PALSAR影像為數(shù)據(jù)源，從過火林地后向散射機制變化出發(fā)，充分利用極化測量的優(yōu)勢，進行了基于極化特征分析的衛(wèi)星SAR林火燃燒強度估計研究，主要工作和貢獻體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　(1)闡述了因燃燒引起的林火干擾區(qū)散射機理變

3、化，并提出了與表征其變化相對應的極化特征參數(shù)。詳細闡述了各種類型極化特征參數(shù)的原理及物理意義，為深入研究林火干擾區(qū)的散射特性奠定了基礎。
　　(2)研究了林火干擾區(qū)的散射特性。深入分析了后向散射強度參數(shù)、去極化作用參數(shù)、極化散射機制變化參數(shù)等三種類型極化特征參數(shù)林火前后的散射特性變化，確定了最能反映林火前后燃燒強度變化的敏感性參數(shù)。
　　(3)對比了C、L波段SAR數(shù)據(jù)的林火監(jiān)測能力。通過對C、L波段同種類型極化特征參數(shù)的林

4、火敏感性進行對比，分析了波長對林火燃燒強度監(jiān)測的影響。
　　(4)評估了局部入射角對雷達后向散射的影響。在分析影響極化SAR影像后向散射的因素的基礎上，重點評估了局部入射角對雷達后向散射的影響，并給出了消除其影響的方法，為火后單一時相極化SAR燃燒強度估計模型建立提供基礎。
　　(5)構建了極化SAR林火燃燒強度估計模型。針對存在林火前后時相和只存在火后單一時相極化SAR影像兩種情況，基于林火敏感性參數(shù)分別構建了林火前后時相