极化散射与SAR遥感信息理论和方法

前言

第一章极化散射基础

1.1极化电磁波

1.2非球形粒子的散射矩阵

1.3随机粗糙面的散射

1.4建筑物模型与多次面散射

1.5植被地表散射辐射传输

第二章极化SAR数据分析

2.1散射指数与熵的变化

2.2多视图像Stokes参数统计

2.3全极化sAR反演数字地面高程

第三章极化SAR成像模拟

3.1SAR成像原理

3.2映射投影成像模拟算法

3.3复杂自然场景成像模拟

第四章极化信息与地表分类

4.1极化测量与目标分解

4.2去取向理论

4.3地表分类与取向分析

4.4极化SAR图像反演桥面高度

第五章多方位SAR观测对目标自动重建

5.1目标像的识别与提取

5.2多方位SAR重建建筑物目标

5.3多方位SAR图像的校正与配准

5.4双方位SAR对复杂形体目标的重构

第六章双站极化SAR

6.1BiSAR成像算法

6.2BiSAR成像模拟

6.3BiSAR极化分析

第七章UHF／VHF星载SAR与FR旋转

7.1FR效应与P波段Mueller矩阵

7.2无FR的Mueller矩阵与±兀／2解缠

7.3UHF／VHF波段对次地表层土壤湿度探测

第八章多时相SAR识别陆地变化

8.1期望极大化(EM)算法估计变化分类

8.2双阈值的EM算法

8.3Mar-kov随机场对空间结构相关的变化分类

8.4城市变化识别实例

8.5积雪层变化识别

8.6地震后地表变化识别

第九章非均匀散射层高阶迭代解

9.1对角化VRT方程与薄层一阶解

9.2高阶散射迭代解

9.3数值结果

9.4迭代反演非均匀地表参数

第十章脉冲回波模拟

10.1分层随机介质的脉冲波VRT

10.2脉冲波的Mueller矩阵

10.3双站和后向散射脉冲响应

10.4脉冲波反演

第十一章地表多参数反演

11.1脉冲回波反演植被地表的多参数

11.2植被层与地表面的多参数反演

参考文献

附录A作者近年在极化散射与SAR信息研究发表的部分论著

附录B随机非球形粒子双站散射的相矩阵

附录CSARSIM平台开发说明和使用手册

附录D散射矩阵、Mueller矩阵和相干矩阵在各定义间的转换

　　本书从电磁波与复杂自然环境相互作用的遥感信息机理出发，以复杂环境散射辐射理论建模与数值模拟作为科学理论支撑，以现有的星载遥感数据图像为基础，对自然地表极化电磁散射与SAR遥感信息理论与方法进行了研究。这些研究对于地球环境遥感信息技术、全球变化与区域响应、地球系统科学、遥感器行为评估与发展、电波传播与空间通信、对地目标检测与识别的研究与应用都是十分有意义的，也是空间遥感系统信息工程技术，特别是我国遥感技术发展中的关键与薄弱环节。　　本书总结了作者近年来在空间遥感与对地观测中自然地表的电磁极化散射理论与合成孔径雷达(SAR)遥感信息的理论建模与定量信息获取方法的研究成果。　　在阐述自然地表极化电磁波散射的散射矩阵、辐射传输和Mueller矩阵的基本理论后，讨论了极化SAR遥感数据图像的散射特征；提出自然地表场景的散射投影映射计算和SAR图像计算机模拟；研究随机分布目标散射矢量的去取向变换，提出非监督的地表新分类方法，研究米级分辨率多方位SAR图像自动重建立体建筑物群目标的理论与方法；给出了双站SAR图像计算机模拟及其极化特征分析；讨论UHF／VHF波段SAR对次地表层的探测；用多时相SAR差值图像自动检测地表的变化；推导了非均匀分层散射介质高阶Mueller矩阵解及其应用，脉冲波的Mueller矩阵解，以及脉冲波回波反演地表多个物理参数等。在阐述各章理论与方法的同时，包括了空间遥感与对地观测中极化散射与SAR信息的多方面应用。　　本书可作为空间遥感与对地监测信息技术、电波传播与信号获取与处理、电磁学、图像处理、应用物理等有关领域的研究生、研究人员的研究与教学参考书。