高分辨率雷达遥感数据在土地利用遥感监测中的应用技术研究

发布时间：2020-05-12 09:09

【摘要】：国土资源部正在建设全国国土资源综合监管体系,迫切需要加强土地利用动态遥感监测、全国“一张图”工程、应急监测、批后核查和对违法用地的执法监察,不断加快监测周期、扩大应用领域、提高监测成效。目前,土地利用遥感调查与监测中应用最普遍的是光学遥感数据。然而,中国南方,特别是西南地区,由于气候湿润、多云多雨,光学遥感难以有效覆盖。星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)因其全天时、全天候、可穿透云雾快速成像的能力,在我国幅员辽阔、气象气候和下垫面条件复杂、且急需快速获取监测数据的前提下,具有明显的优势。中国一直积极推动SAR数据在土地调查监测中应用,但由于受空间分辨率等方面制约,SAR数据的应用范围受到极大的限制。2007年以来,若干高分辨率、全极化SAR卫星的发射成功,如加拿大的RADARSAT-2、德国的 TERRASAR、意大利的COSMOSkyMed、日本的 ALOS-PALSAR 等,并均有同等或更高分辨率的后续星发射计划,为土地利用遥感调查与监测的实际应用创造了条件。分析研究其在土地利用遥感动态监测应用中的关键技术方法,对国土资源监测宏观决策具有重要的科学指导意义,并为高分辨率雷达数据奠定坚实的应用基础。论文致力于新型高分辨率极化SAR数据对于土地变化监测典型地物的识别最佳效果研究,以RADARSAT-2数据为基础做了以下几方面的分析:1.针对高分辨率SAR图像的预处理方法(几何校正以及SAR图像滤波两个主要方面),对于多云多雨地区光学数据的缺乏提出了 SAR图像校正时控制点的选取方法,通过布放角反射器分析SAR卫星数据几何校正精度提高的可能;对比了传统滤波方法,将结构检测机制引入到高分辨率SAR斑点噪声抑制方法中,提出了一种基于结构检测的单极化SAR图像滤波SDBSF,提高了雷达影像的可视化解译精度;2.极化信息的综合应用为十.地监测的识别能力带来了很大提高,论文比较了不同极化方式高分辨率SAR数据对于地物的结构特征、细节表征能力以及变化信息的识别效果;进行了多极化SAR数据融合信息增强及地物识别效果的比较。3.引入光谱特征变异的思想,将SAR与光学影像融合及SAR数据之间交叉融合,分析了新增建设用地在融合图像中的特征,在可以快速发现土地利用变化信息,并对土地信息精度进行了全面评价。
【图文】：

示意图,地物,示意图,雷达

达图像色调的因素主要有：波长、入射角、极化方式等雷达介电常数和地形坡度等地面目标特性。雷达系统参数由雷能根据其系统参数是否满足监测要求，决定使用哪颗雷达长较长，可以透过树冠直接发射到地表，所以无法用于林

示意图,地面粗糙度,色调,影响图

度具有随机性，图像呈现一系列亮度不一的光斑。对于大型建筑物，由于其顶层、墙逡逑面、窗体及硬化地面均呈垂直分布，使得入射微波发生角反射效应，，强烈回波，呈高逡逑亮显不。见图１＿３。逡逑；曼反射Ｗ邋反射角反射逡逑图１－３逦地面粗糙度影响图像色调示意图逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋Ｓｕｒｆａｃｅ邋Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ邋Ａｆｆｅｃｔ邋ｏｎ邋ＳＡＲ邋Ｉｍａｇｅｓ＇Ｔｏｎｅ逡逑（２）地物材质复介电常数逡逑不同材质的地面物体后向散射能力差异较大，主要是因为反射物质的电学性质也逡逑影响其与电磁能量的相互作用，这种特性一般以复介电常数表示。物体的复介电常数逡逑ｅ反映本身的电学性质，它是由物质组成及湿度决定的。介电常数ｅ越大，回波强度Ｉ逡逑越强，雷达图像上色调越浅。例如金属的ｅ大，呈浅色；基岩的ｅ大于沙丘的￡，因逡逑而在雷达图像上，基岩较浅、沙丘色深；水泥ｅ大干沥青的ｅ，水泥路面的反射强度逡逑要大于沥青路面。生活中，金属物体、水泥建筑、森林树冠等均反射强烈，呈明亮色逡逑调，反映在图像上，城区呈繁杂的高亮区及亮点，见图卜４．逡逑１０逡逑
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：F205;P237

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