面向對象的全極化SAR影像變化檢測方法研究.pdf

1、SAR變化檢測是通過對比分析不同時間獲取的同一場景的SAR影像，從而確定地物目標變化情況的過程。隨著SAR技術日漸成熟，SAR影像變化檢測廣泛應用于土地利用/覆蓋變化研究、環(huán)境監(jiān)測、農作物監(jiān)測、城市規(guī)劃研究、森林資源調查等研究領域，這也使得對SAR變化檢測技術的研究成為雷達遙感領域的熱點之一。傳統(tǒng)SAR變化檢測技術主要利用SAR回波幅度信息，而隨著極化SAR的發(fā)展以及獲取的極化SAR數據越來越豐富，傳統(tǒng)方法已不能滿足應用需求。相較于單極

2、化SAR系統(tǒng)，極化SAR影像表征了地物目標的完整的后向散射信息，提高了對目標的識別能力。針對目前SAR變化檢測技術迫切的應用需求以及廣泛的應用前景，如何充分利用的極化信息提高變化檢測精度成為當前SAR變化檢測的急需突破的關鍵技術之一。
　　目前，對變化檢測技術應用比較廣泛的分析處理方法大多都是以像元為基礎的，難以有效地應用影像的空間特征以及對象的拓撲關系，為定量分析造成了很大的困難。而面向對象的處理方法以區(qū)域對象作為處理的單元，便

3、于綜合利用影像數據形狀信息和紋理特征，能夠在很大程度上提高變化檢測的有效性與可靠性。本文將采用面向對象的分析方法，充分利用SAR全極化信息，開展面向對象的全極化SAR影像變化檢測方法的研究。主要工作和貢獻包括:
　　(1)研究了適用于極化SAR影像的擴展SRM分割算法
　　由于極化SAR影像數值是浮點型，范圍并不固定，并且一般具有乘性噪聲，常規(guī)的SRM算法并不能直接用于SAR影像分割。針對此問題，在原始SRM模型基礎上，結合

4、SAR影像的特點，深入研究了適用于極化SAR影像的擴展SRM模型及算法，生成對象圖斑作為差異度分析的處理對象。
　　(2)提出了基于KL距離的面向對象全極化SAR影像變化檢測方法
　　本文根據全極化SAR影像中的協方差矩陣服從復wishart分布這一特性，結合復wishart分布函數和KL距離函數提出了利用KL距離衡量對象圖斑的統(tǒng)計分布相似性，將協方差矩陣的復wishart分布函數加入到差異度函數中，構建適用于極化SAR統(tǒng)計

5、分布的差異度函數。最后，利用循環(huán)法進行迭代確定閾值，判別圖斑的變化情況。實驗表明，此方法相較于基于像素的統(tǒng)計分布距離測度法，運行速度快，效率高，并且變化結果以圖斑的形式表示出來，可以直觀的觀察出變化圖斑的相對位置、形狀、大小、范圍等信息。
　　(3)提出了基于對象的極化散射差異度的全極化SAR影像變化檢測方法
　　地物目標的后向散射特性會隨著目標的變化而變化，根據這一特點本文提出了基于對象的極化SAR散射差異度的變化檢測方法

6、，結合圖斑協方差矩陣的相關性及散射功率差異構造差異函數，構建適用于面向對象的極化散射差異測度，通過極化散射差異度衡量圖斑的變化情況，充分利用PolSAR的散射特性對不同時相的全極化SAR影像進行變化檢測。實驗表明，此方法避免了極化統(tǒng)計特性的先驗信息的影響，適用性更廣泛。
　　(4)提出了聯合加權極化散射差異度的面向對象變化檢測方法
　　通過分析極化協方差矩陣相關性和回波功率差異對極化散射差異度的影響，對基于極化散射差異度的變