[发明专利]极化SAR图像中目标极化相干特征的增强方法

说明书

技术领域

本发明属于极化SAR(SyntheticApertureRadar，合成孔径雷达)成像遥感领域， 涉及一种极化SAR图像中目标极化相干特征在绕雷达视线的旋转域中增强方法。

背景技术

极化SAR作为一种微波成像雷达，能够全天时全天候工作，成为对地观测领域的重 要传感器。通过收发一组极化状态正交的电磁波，极化SAR能够获得目标完整的极化散射矩 阵。不同于光学图像，极化SAR图像难以仅仅通过目视解译进行有效利用。极化散射矩阵中 蕴含的目标丰富极化散射信息和极化特征量需要通过散射机理建模和解译方法进行挖掘 和提取。不同极化通道间的极化相干特征是一种常用的极化特征参数。极化相干特征与目 标的形状、类别和姿态等密切相关，广泛应用于人造目标提取、地物分类等应用领域。

目前，对极化相干特征的有效利用仍存在两方面的局限。首先，极化相干特征十分 敏感于目标的姿态。以建筑物为例，极化相干特征的取值严重依赖于建筑物取向与极化SAR 飞行方向的相对关系。当二者平行时，极化相干特征取值趋近于1；当二者有较大夹角时，极 化相干特征取值恶化，远低于1。这样，极化SAR对具有不同取向的建筑物的解译就会产生模 糊。其次，对具有散射对称性的地物区域(如农作物等)，极化相干特征的取值较小，趋近于 0，难以获得实际应用。如何通过优化方法有效增强地物的极化相干特征成为制约其有效利 用的关键。因此，研究简单、高效、普适的极化相干特征增强方法对极化SAR图像的解译和应 用都非常有价值。

发明内容

本发明为有效解决极化SAR图像中目标极化相干特征取值恶化和利用率不足等问 题，提供了一种在绕雷达视线的旋转域中增强目标极化相干特征的方法。本方法对极化相 干特征增强效果明显，对不同地物具有很好的普适性和鲁棒性。

本发明的基本思路是：极化相干特征十分敏感于目标姿态与极化SAR飞行方向的 相对几何关系。同一目标在不同姿态情形下，其极化相干特征的取值会显著不同。这样，通 过绕雷达视线进行旋转处理，能够改变目标姿态与极化SAR飞行方向的相对几何关系。因 此，通过寻求旋转域中最优的目标姿态，可以实现目标极化相干特征的增强。这是本发明的 原理基础。具体而言，将极化矩阵绕雷达视线进行旋转处理，求取旋转域中极化相干特征量 的最大值，从而实现对目标极化相干特征的旋转域增强处理。

本发明的技术方案是：一种极化SAR图像中目标极化相干特征的增强方法，具体包 括下述步骤：

利用极化SAR图像，获得每个像素点的极化散射矩阵S_j,j＝1,2,…,W，W表示极化 SAR图像的像素点数。为表达方便，令极化散射矩阵S＝S_j。

第一步，构建极化散射矢量：

设极化散射矩阵为S=SHHSHVSVHSVV,]]>且满足互易性条件即S_HV＝S_VH。利用下式分 别计算Pauli极化散射矢量k_P和Lexicographic极化散射矢量k_L：