论文部分内容阅读
合成孔径雷达（SAR）以其高分辨率及全天时、全天候的数据获取能力，已经成为海冰监测的有效工具。海冰是全球气候变化的一个敏感预计因子，对全球气候研究具有重要的科学意义；随着西北水道和北方航线通航能力的逐渐增强，海冰还对全球经济格局转变具有重大的战略意义。目前研究海冰主要是以SAR海冰图像作为数据依据。SAR海冰图像的分割是其图像解译的重要环节。由于SAR海冰图像中入射角的变化引起了海冰后向散射系数的改变，使得SAR海冰图像的距离向强度存在不均匀现象，这使得SAR海冰图像的精确分割难以实现。对大范围SAR海冰图像，特别是宽观测带星载和机载SAR海冰图像解译而言，入射角效应无法忽略。论文的主要内容及创新之处如下：1.首先简要介绍了SAR图像分割研究的背景与意义、相关概念以及介绍国内外的研究状况，然后介绍了SAR图像入射角效应研究的背景与意义、相关概念以及介绍国内外的研究状况,并对现有相关文献进行归纳和总结。回顾和总结了SAR的发展历程、SAR的成像系统及其原理(包括SAR的图像数据特征、相干斑噪声形成机理、入射角、多视等)。阐述了图像分割的概念和SAR图像分割常用的分割方法，如阈值分割、纹理分割、边缘检测。重点介绍了MRF图像分割。2.传统的SAR图像分割方法都只考虑了SAR图像中的局部非平稳性，而对入射角效应这样的大尺度变化，适应性较差，无法保证宽观测带星载和机载SAR海冰图像的分割精度。入射角效应是海冰类型的函数，按类校正的前提是已知海冰类型，而海冰分割本质上是对海冰的低级分类，这为在分割过程中集成入射角校正步骤提供了可能。基于宽观测带模式数据，提出一种结合入射角效应的SAR海冰图像分割算法。综合考虑了斑点噪声、入射角效应和不确定因素。本文以海冰区域为研究对象，依次进行基于区域的初始聚类、入射角效应按类校正和区域合并，得到最终分割结果。3.最后对本文所做的工作进行总结，探讨了目前该研究领域尚且存在的问题，并对其未来的发展前景及研究趋势进行了展望。实验结果表明，将提出的算法应用到Radarsat-1卫星宽幅ScanSAR模式SAR图像和窄幅ScanSAR模式SAR图像的分割上，证明了该方法在SAR海冰图像解译方面的有效性。