基于星載SAR的地表水體提取方法研究.pdf

1、地表水體信息提取是洪澇監(jiān)測、旱情變化監(jiān)測、水資源調(diào)查、水環(huán)境變化監(jiān)測的一個重要方面和主要內(nèi)容?；谛l(wèi)星遙感技術，可實現(xiàn)其快速、準確的水體面積信息獲取，不僅能較好地反映其面積增減的變化，而且能直觀地顯示其空間分布的動態(tài)變化和發(fā)展規(guī)律，具有其他監(jiān)測方法不可比擬的優(yōu)點。合成孔徑雷達(SAR)遙感具有全天時、全天候獲取地表信息的能力，在地表水體監(jiān)測中具有獨特優(yōu)勢。近年來，隨著各種新型SAR傳感器如歐空局的ERS-1/2和ENVISAT-ASAR

2、、加拿大的RADARSAT-1/2和意大利的Cosmo-Skymed系列等的相繼升空，能夠被用于水體信息提取的SAR圖像種類越來越多。但由于合成孔徑雷達遙感成像機理復雜，如何選擇最有效的SAR圖像和處理方法來提取地表水體信息，一直是國內(nèi)外學者研究的熱點。針對這一熱點問題，本文重點開展了以下幾個方面工作:
　　(1)分析了不同雷達參數(shù)對水體信息提取的影響。首先對比分析了不同地物在SAR圖像上后向散射特征，在此基礎上，從波段、入射角和

3、極化方式等3個方面研究了不同雷達參數(shù)對水體和非水體的后向散射特征變化的影響。研究結果表明較大入射角的C波段HH和HV雙極化SAR圖像更有利于水體信息的提取。
　　(2)針對單極化和多極化SAR數(shù)據(jù)，分別構建了不同的水體信息提取模型。對于單極化SAR圖像，提出了基于圖像后向散射特征、逆差矩紋理特征和熵紋理特征的Isodata分類法水的體提取模型;對于多極化SAR圖像，提出了基于極化數(shù)據(jù)的小波融合結果、極化比值和SAR圖像的逆差矩紋理

4、特征等3個要素的支持矢量積分類法的水體提取模型。試驗結果表明本文提出的水體信息提取模型精度較高，水體提取效果較好。
　　(3)提出了一種基于DEM生成SAR模擬圖的山區(qū)影像陰影去除方法。由于SAR為斜距成像，在山區(qū)影像有顯著的幾何形變，嚴重影響了影像的幾何定位和水體信息提取。針對這一問題，探討了一種山區(qū)影像陰影去除方法，即利用DEM數(shù)據(jù)和SAR圖像成像時的衛(wèi)星軌道與衛(wèi)星矢量速度等數(shù)據(jù)，生成SAR數(shù)據(jù)的模擬圖，并基于SAR模擬圖提取

5、山體陰影，利用山體陰影圖對水體提取結果進行山體陰影剔除。該方法很好地解決了山區(qū)水體信息提取中水體與山體陰影混淆的問題，提高了山區(qū)水體信息提取的精度。
　　(4)開發(fā)了基于遙感的地表水體信息提取原型系統(tǒng)?；贗DL語言，開發(fā)了具有對SAR數(shù)據(jù)進行讀取、顯示、預處理、水體信息自動提取以及后處理等功能的地表水體信息提取原型系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要特點是實現(xiàn)了單極化和多極化SAR圖像的水體提取模型等。
　　(5)利用研究成果對2013年鄱