极化雷达成像基础与应用PDF电子书下载

第1章 极化雷达成像概论 1

1.1极化雷达成像简史 1

1.1.1引言 1

1.1.2成像雷达的发展概况 2

1.1.3极化雷达成像的发展概况 2

1.1.4极化雷达成像教学 4

1.2合成孔径雷达成像概述 4

1.2.1引言 4

1.2.2 SAR成像几何构型 5

1.2.3 SAR空间分辨率 6

1.2.4 SAR图像处理 7

1.2.5 SAR复数图像 8

1.3机载和星载极化SAR系统 10

1.3.1引言 10

1.3.2机载极化SAR系统 11

1.3.3星载极化SAR系统 14

1.4内容概要 17

参考文献 21

第2章 矢量电磁波与极化表征 23

2.1单色平面电磁波 23

2.1.1波动方程 23

2.1.2单色平面波解 23

2.2极化椭圆 26

2.3琼斯矢量 27

2.3.1定义 27

2.3.2特殊酉群SU（2） 28

2.3.3正交极化状态与极化基 29

2.3.4极化基变换 30

2.4斯托克斯矢量 32

2.4.1平面波矢量的实数表示方法 32

2.4.2特殊酉群0（3） 34

2.5电磁波协方差矩阵 34

2.5.1电磁波极化度 35

2.5.2电磁波各向异性和电磁波熵 36

2.5.3部分极化电磁波的二分量分解理论 36

参考文献 37

第3章 电磁矢量散射算子 39

3.1 Sinclair极化后向散射矩阵S 39

3.1.1雷达方程 39

3.1.2散射矩阵 41

3.1.3散射坐标系 45

3.2目标散射矢量k与Ω 46

3.2.1引言 46

3.2.2双站散射体制 46

3.2.3单站后向散射体制 47

3.3极化相干矩阵T与极化协方差矩阵C 48

3.3.1引言 48

3.3.2双站散射体制 48

3.3.3单站后向散射体制 49

3.3.4散射对称性 50

3.3.5特征矢量/特征值分解 53

3.4极化Mueller矩阵M和Kennaugh矩阵K 54

3.4.1引言 54

3.4.2单站后向散射体制 54

3.4.3双站散射体制 57

3.5极化基变换 59

3.5.1单站后向散射矩阵S 59

3.5.2极化相干矩阵T 61

3.5.3极化协方差矩阵C 62

3.5.4极化Kennaugh矩阵K 62

3.6目标的极化特征 63

3.6.1引言 63

3.6.2目标的特征极化状态 64

3.6.3 Sinclair矩阵S的对角化 65

3.6.4标准散射机制 67

参考文献 71

第4章 极化SAR相干斑统计特性 74

4.1 SAR图像相干斑的基本性质 74

4.1.1相干斑的形成 74

4.1.2瑞利相干斑模型 75

4.2多视SAR图像相干斑统计特性 77

4.3纹理模型和K分布 79

4.3.1归一化多视强度图像的K分布 79

4.3.2归一化多视幅度图像的K分布 80

4.4相干斑的空间相关效应 80

4.4.1等效视数 81

4.5极化和干涉SAR相干斑统计特性 81

4.5.1复高斯分布与复Wishart分布 82

4.5.2极化SAR数据的蒙特卡罗仿真 83

4.5.3仿真方法验证 84

4.5.4复相关系数 84

4.6单视和多视极化SAR数据的相位差分布 85

4.6.1相位差分布的另一形式 87

4.7多视乘积分布 88

4.8多视强度联合分布 89

4.9多视强度比和幅度比分布 90

4.10多视概率密度函数的实验验证 91

4.11多视极化数据的K分布 97

4.12小结 100

附录4.A 100

附录4.B 101

附录4.C 103

附录4.D 103

参考文献 104

第5章 极化SAR相干斑滤波 106

5.1 SAR图像相干斑滤波介绍 106

5.1.1 SAR相干斑噪声模型 106

5.2单极化SAR相干斑滤波 109

5.2.1最小均方误差滤波器 110

5.2.2基于边界对齐窗的相干斑滤波：精改的Lee滤波器 111

5.3多极化SAR相干斑滤波算法回顾 114

5.3.1极化白化滤波器 114

5.3.2多视极化SAR数据的PWF推广 115

5.3.3最优加权滤波器 116

5.3.4矢量相干斑滤波器 117

5.4极化SAR相干斑滤波 118

5.4.1极化SAR相干斑滤波准则 119

5.4.2精改的Lee极化SAR相干斑滤波 119

5.4.3基于区域生长技术的极化SAR相干斑滤波 122

5.5基于散射模型的极化SAR相干斑滤波 123

5.5.1演示验证和评估 126

5.5.2降斑效果 126

5.5.3主要散射机制的保持效果 127

5.5.4单一散射目标特征的保持效果 129

参考文献 130

第6章 极化目标分解理论 133

6.1引言 133

6.2基于Kennaugh矩阵K的二分量分解 135

6.2.1基于现象的Huynen分解 135

6.2.2 Bartes-Holm分解 138

6.2.3 Yang分解 141

6.2.4目标的二分量分解问题 143

6.3基于特征矢量的目标极化分解 144

6.3.1 Cloude分解 145

6.3.2 Holm分解 147

6.3.3 van Zyl分解 148

6.4基于散射模型的目标极化分解 149

6.4.1 Freeman Durden三分量分解 149

6.4.2 Yamaguchi四分量分解 154

6.4.3 Freeman二分量分解 158

6.5相干分解 160

6.5.1引言 160

6.5.2 Pauli分解 160

6.5.3 Krogager分解 161

6.5.4 Cameron分解 163

6.5.5球坐标分解 167

参考文献 168

第7章H/A/α极化分解理论 171

7.1引言 171

7.2单一散射目标情况 171

7.3随机媒质散射的概率模型 172

7.4旋转不变性 174

7.5极化散射参数α 175

7.6极化散射熵（H） 177

7.7极化散射各向异性度（A） 177

7.8三维H/A/α分类空间 179

7.9基于特征值的新参数 184

7.9.1 SERD和DERD参数 185

7.9.2香农熵 187

7.9.3基于特征值的其他参数 188

7.10相干斑滤波对H/A/α的影响 192

7.10.1极化熵（H）参数 193

7.10.2各向异性度（A）参数 193

7.10.3平均α角（α）参数 196

7.10.4 H/A/α的估计偏差 196

参考文献 197

第8章 极化 SAR地物与土地利用分类 199

8.1引言 199

8.2基于复高斯分布的最大似然分类器 199

8.3针对多视极化SAR数据的复Wishart分类器 200

8.4 Wishart距离度量特征 201

8.5基于Wishart距离度量的监督分类 203

8.6基于散射机理和Wishart分类器的非监督分类 205

8.6.1实验结果 207

8.6.2改进的H/A/α Wishart分类器 209

8.7基于散射模型的非监督分类 211

8.7.1实验结果 213

8.7.2讨论 217

8.8分类能力的定量比较：全极化SAR、双极化SAR与单极化 SAR 217

8.8.1基于最大似然分类器的监督分类评估 218

参考文献 223

第9章 极化干涉SAR森林制图与分类 225

9.1引言 225

9.2极化干涉SAR的散射表征 229

9.2.1极化干涉相干矩阵T6 229

9.2.2极化干涉复相干性 230

9.2.3极化干涉相干最优 232

9.2.4极化干涉SAR数据统计特性 234

9.3森林制图与森林分类 235

9.3.1森林区域分割 235

9.3.2体散射类型地物的非监督极化干涉SAR分类 235

9.3.3极化干涉SAR森林监督分类 238

附录9.A计算最优干涉相干系数对的统计量 239

参考文献 240

第10章 极化SAR应用示例 242

10.1人造建筑物极化特征分析 242

10.1.1斜距向多次反射回波 243

10.1.2在建桥梁的极化特征 243

10.1.3桥梁建成后的极化特征 247

10.1.4小结 249

10.2极化方向角估计及其应用 249

10.2.1雷达几何和极化方向角 250

10.2.2圆极化协方差矩阵 251

10.2.3圆极化算法 252

10.2.4讨论 255

10.2.5方向角偏移应用 256

10.3极化SAR海洋表面遥感 259

10.3.1冷水界面检测 259

10.3.2海洋表面坡度测量 259

10.3.3定向海浪坡度谱测量 261

10.4电离层法拉第旋转估计 264

10.4.1法拉第旋转估计 264

10.4.2 ALOS PALSAR数据的法拉第旋转角估计 265

10.5极化干涉SAR在森林高度估计中的应用 268

10.5.1相干性估计的相关问题 268

10.5.2自适应的极化干涉相干斑滤波算法 269

10.5.3利用Glen Affric地区ESAR数据的极化干涉实验 269

10.6非平稳自然媒质极化SAR数据的二维时频分析 272

10.6.1引言 272

10.6.2 SAR数据时频分析原理 272

10.6.3非平稳媒介极化SAR响应离散时频分解 274

10.6.4非平稳媒质检测和分析 279

参考文献 282

附录A埃尔米特矩阵的本征特性 285

附录B PoISARpro软件：极化SAR数据处理和教学工具箱 289

索引 293