[发明专利]后向散射优化的森林复杂地形校正及树高反演方法、系统

权利要求书

1.一种后向散射优化的森林复杂地形校正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，针对森林场景的极化干涉SAR图像，根据森林场景的两层散射特点，构造两层结构的相干模型如下，

其中，ω表示某一给定的极化状态，γ(ω)为相应的干涉相干系数，表示极化方位角，i是虚数单位；

m(ω)为地体辐射比，定义为

其中，m_G(ω)和m_V(ω)分别表示地表层的表面散射和树冠层的体散射的幅度，

γ_V为纯的体散射，表达式如下，

${\mathrm{\γ}}_V=\frac{\underset{0}{\overset{h_v}{\∫}}\exp (2\mathrm{\σ}z/cos\mathrm{\θ})\exp \left({\mathrm{ik}}_{z}z\right)dz}{\underset{0}{\overset{h_v}{\∫}}\exp (2\mathrm{\σ}z/cos\mathrm{\θ})dz}$

其中，σ表示后向散射系数，θ表示入射角，k_z表示有效垂直波数，z表示垂直方向高度，h_v表示植被高度；

步骤2，在步骤1所得相干模型基础上，对地形引起的参数变化进行校正，实现如下，

首先进行散射机制分解，

对于表面散射，采用Freeman-Durden方法进行散射机制分类；

对于体散射，选取满足下式的投影向量w₁和w₂，实现体散射机制分离，

$T_v=m_v{C}_v{w}_1^H\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \mathrm{\η}& 0\\ 0& 0& \mathrm{\η}\end{array}\right]w_2=0$

其中，T_v为体散射单元，m_v表示每个散射体中体散射的幅度，η表示粒子的平均形状，C_v为系数，定义为

其中，θ₀表示局部入射角，e为自然常数，z'表示地面参考高度，j是虚数单位；

然后，针对地形引起的后向散射相位的变化，转换成拉格朗日优化的形式，通过求解矩阵特征值得到地形校正的结果，

F^-1Aw＝λw

其中，F、A为正半定Hermitian矩阵，λ为拉格朗日因子，w表示后向散射相应的归一化的权值向量；

步骤3，在步骤2所得散射机制分解结果的基础上，结合地形仿真和植被仿真，建立植被与地形之间的定量描述关系；

步骤4，根据步骤3所得结果，结合距离多普勒几何校正方式和归一化辐射校正方式进行校正，

所述归一化辐射校正方式实现如下，

cos(ψ)＝sin(θ₀)·cos(u)+cos(θ₀)·sin(u)·sin(v)＝A_area^-1

其中，ψ为投影角，u和v分别表示传感器方向的地形坡度和方位角，A_area表示散射面积。