PolSAR图像近海岸船舶目标特性分析与检测

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与常规的单极化SAR相比,PolSAR在雷达目标探测、识别、特征提取、目标方向、物质对称性等方面的研究有了很大的改善。通过观测不同通道不同收发极化组合下的极化回波信息,PolSAR更加系统全面地反映目标的特性。因此,PolSAR在遥感领域的应用十分广阔。对于近海岸船舶目标,利用PolSAR图像对其进行特性分析与检测也是目前的研究和应用热点。本文的主要研究内容是基于PolSAR图像对近海岸船舶进行散射特性分析与检测。  论文首先介绍了PolSAR的基本散射理论,描述了极化特性的表达方式:极化散射矩阵、相干矩阵和协方差矩阵,介绍了自然界中常见的四种基本散射机理:奇次散射、偶次散射、体散射和螺旋散射,并且详细阐述了极化目标分解理论,为后续船舶目标散射特性的研究打下了理论基础。  然后对近海岸船舶进行了散射特性分析,比较了不同极化通道对海面船舶的后向散射能力,然后对各个通道数据进行融合,利用极化目标分解的方法分析了船舶的散射机理,为后续利用极化信息进行目标检测提供了依据。并且对影响目标散射特性的因素进行了分析,着重从港口集装箱群的角度引申分析了目标方向对散射机理的影响,解释了目标分解结果中特殊船舶的散射机理。  最后在目标散射特性分析的基础上,对船舶目标进行检测,从图像和方法两个方面入手。首先是在图像上针对四个通道图像的融合,本文采用了两种方法:一种方法利用了极化滤波器结合单一检测器进行检测,另一种方法利用了极化目标分解方法得到船舶和海面背景在散射特性上的差异进行检测。然后是针对不同方法的融合,本文采用了商空间粒度合成技术,利用论域合成和属性域合成等手段,综合优化了不同检测器,从而得到更优的检测结果。实验中利用了上述基于极化检测器和极化目标分解方法得到的结果,然后进行了综合优化,融合了以上两种方法的优点,解决了单一检测器的局限性,实验结果表明了该方法的有效性。
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