[发明专利]一种双时相双极化干涉SAR影像水域提取方法

权利要求书

1.一种双时相双极化干涉SAR影像水域提取方法，双极化SAR模式有HH/HV、VH/VV和HH/VV，其中HH表示水平同极化，HV或VH表示交叉极化，VV表示垂直同极化；水平同极化、交叉极化、垂直同极化的双极化影像用复后向散射矢量可分别表示为：SH,SV和SC每个分量均为复数；

极化模式为X，(X＝H,V或C)的a、b两个时相的双极化SAR影像可分别记为S_a和S_b，S_a和S_b的形式为S_X，X＝H,V或C，表示三种不同的双极化方式，S_a和S_b可分别表示为其中s_a1、s_a2、s_b1和s_b2是复数；

该方法的特征在于包括以下步骤：

步骤1：亚像素级别配准，即对a、b两个时相的双极化SAR进行亚像素级的配准，配准精度需达到0.1像素，使得a、b两时相影像上同一行列号的像素对应于同一地物；

步骤2：计算相干系数，即分别计算两个极化通道的相干系数γ₁和γ₂：

其中x^*为x的共轭复数，是集平均运算符，即在像素的邻域进行均值计算；

步骤3：计算总功率图，即分别计算两个时相的总功率图：

步骤4：计算总功率均值，即分别计算两个时相的总功率均值：

其中m,n为图像的行列数，P_a(i,j)和P_b(i,j)分别是第i行第j列a、b两时相的总功率；

步骤5：计算总功率归一化散射系数，即分别计算两个时相的总功率归一化后的散射系数：

记s'_a1、s'_a2和s'_b1、s'_b2分别是S'_a和S'_b的分量，即

步骤6：计算各种水域指数；

步骤7：计算统计水域的水域指数均值m和标准差σ，即选定水域的代表性区域，统计水域的水域指数均值m和标准差σ；

步骤8：二值化，即根据步骤7统计信息，相应确定阈值，对得到的任何一个水域指数进行二值化，得到水域范围。

2.根据权利要求1所述的一种双时相双极化干涉SAR影像水域提取方法，其特征在于：步骤6中采用相干系数与功率的比值形式计算各种水域指数I_a、I_b、I_ab、I_a∪b、I_a∪b、I_a∩b：

其中||表示复数的模运算，max()和min()分别是取最大值和最小值的运算，I_a、I_b分别是a、b时相影像的水域指数，I_ab是当两影像时间间隔短且地物几乎没有变化时的水域指数，I_a∪b是两时相影像上出现一次以上水域时的水域指数，I_a∩b两时相均为水域的水域指数；由于水域指数是大于0的数，且水域指数值越大，其属于水域的概率越高，若水域指数值越小，其属于水域的概率越低：

(1)当X＝C时，

(2)当X＝H时，

(3)当X＝V时，

3.根据权利要求1所述的一种双时相双极化干涉SAR影像水域提取方法，其特征在于：步骤6中采用相干系数与功率的比值形式计算各种水域指数I_a、I_b、I_ab、I_a∪b、I_a∪b、I_a∩b还可适用于单极化的形式，此时S_a和S_b由矢量退化为标量s_a和s_b，各水域指数计算如下：