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《中国科学院研究生院(电子学研究所)》 2007年
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基于Cloude-Pottier分解的全极化SAR数据非监督分类的算法和实验研究

曹芳  
【摘要】: 全极化SAR数据的地物分类是遥感领域中雷达极化的最重要的应用之一。全极化SAR数据的优势在于,利用极化目标分解方法可以识别地表覆盖物的散射机制,该散射机制对所有的全极化SAR数据均是稳定的,因此,它可以实现非监督的分类方法,即不需要地表覆盖物类型的先验知识数据库。 本文开展了全极化SAR数据非监督分类的算法和实验研究。基于目前全极化SAR数据的非监督分类研究最流行的方法,本文采用将目标分解算法和统计模型的聚类方法结合起来实现全极化SAR数据的非监督分类,其研究内容主要是开展目标分解方法研究提取全极化SAR数据有关散射机制的信息,并结合该散射机制的信息和统计模式识别的方法开展全极化SAR数据非监督分类算法的研究。就目标分解算法而言,本文提出对目前最流行的Cloude-Pottier目标分解方法的改进,将回波功率参数引入到Cloude-Pottier分解中,并给出了Cloude-Pottier分解结果的直观表达方式。就非监督分类算法而言,本文首先提出了基于复Wishart分布和最大似然估计算法的Wishart SPAN/H/α分类算法,通过引入回波功率参数在一定程度上避免分类初始化的错误,提高分类器的性能;然后,考虑到Wishart SPAN/H/α分类算法初始化参数所表征的散射机制的信息不完全,本文进一步提出了采用SPAN/H/α/A四个特征参数进行初始化的Wishart SPAN/H/α/A分类算法作为Wishart SPAN/H/α分类算法的改进;由于Wishart SPAN/H/α/A分类算法初始化后的类数较多,本文又进一步提出了基于Wishart检验统计的区域合并算法来减少分类的类别数,获得有效的分类结果。Wishart SPAN/H/α/A分类算法使用预先给定的类别数进行区域合并,这一类别数并不一定是最优的。事实上,目前全极化SAR研究提出的分类算法均采用固定的类别数,关于全极化SAR数据类别数估计的研究还没有开展。本文通过引入模式识别中的交叉验证算法,提出了基于Wishart分布的交叉验证对数似然的概念,用该似然函数进行全极化SAR数据的类别数估计,根据全极化SAR数据的内部结构直接获得最优的类别数。基于该似然函数,本文又提出了一种新的全极化SAR数据非监督分类算法,带类别数估计的Wishart SPAN/H/α/A分类算法,该算法自动地根据全极化数据估计最优的类别数,并采用该最优类别数作为分类结果的类别数,消除分类类别数与数据内部结构不匹配的情况下可能导致的过拟合或欠拟合现象。另外,对于分类器定量评估方面,本文提出了采用交叉验证算法进行全极化SAR数据非监督分类器评估的方法,并尝试利用交叉验证算法实现全极化SAR数据非监督分类结果的评估。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(电子学研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP75;TN958

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【引证文献】
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1 翟玮;;基于单时相全极化SAR影像的建筑物震害信息提取[J];山西地震;2016年01期
2 崔建楠;邢立新;叶超;高志勇;;双极化SAR影像的分类研究[J];安徽农业科学;2015年04期
3 宋明明;韩春明;廖静娟;;X波段和全极化P波段SAR图像配准方法研究[J];测绘通报;2013年04期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 段佳;SAR/ISAR目标电磁特征提取及应用研究[D];西安电子科技大学;2015年
2 段艳;结合决策树分类器和支持向量机分类器进行极化SAR数据分类[D];武汉大学;2014年
3 郭睿;极化SAR处理中若干问题的研究[D];西安电子科技大学;2012年
4 孙晓霞;基于多极化SAR影像的土地利用/土地覆盖变化检测方法研究[D];中国矿业大学;2011年
5 张中山;极化合成孔径雷达影像智能处理方法研究[D];武汉大学;2011年
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1 王驰;基于极化SAR的沙地土壤含水量反演方法研究[D];内蒙古工业大学;2017年
2 杜健浩;基于全极化SAR图像的植被生物量信息提取技术研究[D];电子科技大学;2017年
3 宋怡楠;基于双向自动边界追踪算法的PolSAR海面溢油边界提取[D];大连海事大学;2016年
4 李昕;基于全极化SAR图像的植被信息提取技术研究[D];电子科技大学;2015年
5 王珊珊;基于极化SAR非监督分类的油膜厚度估算方法研究[D];大连海事大学;2015年
6 刘文祥;星载SAR影像面积效应的地形辐射校正研究[D];中国矿业大学;2014年
7 白晓静;基于Cloude分解的特征参数分析及快速替代方法[D];电子科技大学;2013年
8 丁维雷;基于全极化雷达的目标识别方法研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
9 蔺腊月;基于目标分解的面向对象决策树PolSAR影像分类方法研究[D];辽宁工程技术大学;2013年
10 李慧君;基于量子克隆进化算法的BP神经网络POLSAR图像分类[D];哈尔滨工业大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 曹芳;洪文;吴一戎;;基于Cloude-Pottier目标分解和聚合的层次聚类算法的全极化SAR数据的非监督分类算法研究[J];电子学报;2008年03期
【共引文献】
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1 隋克林;;EM算法在极化合成孔径雷达影像分类中的应用[J];城市勘测;2018年02期
2 翟玮;;基于单时相全极化SAR影像的建筑物震害信息提取[J];山西地震;2016年01期
3 宋婉莹;李明;张鹏;吴艳;贾璐;刘高峰;;基于加权合成核与三重Markov场的极化SAR图像分类方法[J];电子学报;2016年03期
4 翟玮;赵斐;;基于极化SAR的城市建筑物提取[J];甘肃科技;2016年02期
5 郎丰铠;杨杰;赵伶俐;张兢;李德仁;;基于Freeman散射熵和各向异性度的极化SAR影像分类算法研究[J];测绘学报;2012年04期
6 韩萍;董菲;吴仁彪;;基于多级分类的极化SAR图像斑点抑制[J];系统工程与电子技术;2012年07期
7 李阳阳;石洪竺;焦李成;马文萍;;基于流形距离的量子进化聚类算法[J];电子学报;2011年10期
8 张斌;马国锐;刘国英;秦前清;;一种结合Freeman分解和散射熵的MRF多极化SAR影像分割算法[J];武汉大学学报(信息科学版);2011年09期
9 郭睿;包敏;李军;臧博;邢孟道;;极化SAR图像中的弱小舰船目标检测[J];系统工程与电子技术;2011年06期
10 吴学睿;;关于极化雷达溢油监测研究发展的现状分析[J];赤峰学院学报(自然科学版);2011年03期
【同被引文献】
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1 翟玮;裴万胜;赵斐;姜振海;魏从信;;PolSAR影像纹理特征在倒塌建筑物提取中的应用分析[J];国际地震动态;2015年09期
2 王静;邢立新;潘军;董连英;杨东旭;王莹;;双极化SAR目标分解方法研究及应用[J];遥感信息;2013年02期
3 吴学睿;;关于极化雷达溢油监测研究发展的现状分析[J];赤峰学院学报(自然科学版);2011年03期
4 柯涛;张永军;;SIFT特征算子在低空遥感影像全自动匹配中的应用[J];测绘科学;2009年04期
5 张增祥;汪潇;王长耀;左丽君;温庆可;董婷婷;赵晓丽;刘斌;易玲;;基于框架数据控制的全国土地覆盖遥感制图研究[J];地球信息科学学报;2009年02期
6 王晓青;王龙;章熙海;丁香;邱虎;董彦芳;窦爱霞;张飞宇;刘在涛;;汶川8.0级地震震害遥感定量化初步研究——以都江堰城区破坏为例[J];地震;2009年01期
7 曹芳;洪文;吴一戎;;基于Cloude-Pottier目标分解和聚合的层次聚类算法的全极化SAR数据的非监督分类算法研究[J];电子学报;2008年03期
8 王文光;王俊;毛士艺;;一种基于差异度的极化SAR图像迭代分类方法[J];电子与信息学报;2006年11期
9 徐俊毅;杨健;彭应宁;;双波段极化雷达遥感图像分类的新方法[J];中国科学E辑:信息科学;2005年10期
10 张景发,谢礼立,陶夏新;典型震害遥感图像的模型分析[J];自然灾害学报;2001年02期
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1 徐刚;高分辨雷达成像稀疏信号处理技术研究[D];西安电子科技大学;2015年
2 李飞;雷达图像目标特征提取方法研究[D];西安电子科技大学;2014年
3 孙光才;多通道波速指向高分辨SAR和动目标成像技术[D];西安电子科技大学;2012年
4 郭睿;极化SAR处理中若干问题的研究[D];西安电子科技大学;2012年
5 张磊;高分辨SAR/ISAR成像及误差补偿技术研究[D];西安电子科技大学;2012年
6 白雪茹;空天目标逆合成孔径雷达成像新方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 李军;高分辨二维和三维ISAR成像方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 殷慧;基于局部特征表达的高分辨率SAR图像城区场景分类方法研究[D];武汉大学;2010年
9 安文韬;基于极化SAR的目标极化分解与散射特征提取研究[D];清华大学;2010年
10 张腊梅;极化SAR图像人造目标特征提取与检测方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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1 赵东发;基于IEM模型的双极化TerraSAR数据反演土壤水分[D];中国矿业大学;2015年
2 季福增;基于AIS和SAR的舰船同步检测研究[D];大连海事大学;2015年
3 孔龙腾;基于面向对象的极化SAR地物分类[D];大连海事大学;2015年
4 吕云飞;一种目标边界跟踪算法[D];大连海事大学;2014年
5 汪柯陆;基于模糊c均值聚类的SAR图像分割算法研究[D];西安电子科技大学;2014年
6 吴成威;基于融合聚类的SAR溢油图像分类研究及应用[D];大连海事大学;2013年
7 杨晓晓;多源遥感数据融合及在海面溢油分类上的应用[D];大连海事大学;2013年
8 孙鹏;基于光谱曲线特性的油膜厚度估计模型分析[D];大连海事大学;2013年
9 刘凤芹;K-means聚类算法改进研究[D];山东师范大学;2013年
10 锁艳;基于分水岭的SAR溢油图像快速分割算法研究[D];大连海事大学;2012年
【二级引证文献】
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1 杨琳;;非中心Wishart矩阵分块阵的分布[J];金陵科技学院学报;2018年02期
2 史小平;刘鸿斌;;白银地震台洞体应变观测趋势变化分析[J];高原地震;2017年01期
3 安相君;翟玮;;利用单类分类方法提取全极化雷达影像中的建筑物[J];甘肃科技;2016年14期
4 吴琴霞;梁兴东;李焱磊;周良将;;残余运动误差对机载多波段SAR图像配准的影响分析[J];雷达学报;2015年02期
5 杨海兰;张利恒;韦春桃;;喀斯特地貌SAR影像多级配准方法[J];测绘科学;2015年01期
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1 覃发超;极化SAR影像超像素分割和面向对象分类方法研究[D];武汉大学;2017年
2 何伟;极化SAR图像处理的相关问题研究[D];西安电子科技大学;2016年
3 吴敏;逆合成孔径雷达提高分辨率成像方法研究[D];西安电子科技大学;2016年
4 廖轶;圆迹环扫合成孔径雷达成像算法研究[D];西安电子科技大学;2015年
5 陈倩倩;高分辨ISAR成像及定标技术研究[D];西安电子科技大学;2015年
6 段佳;SAR/ISAR目标电磁特征提取及应用研究[D];西安电子科技大学;2015年
7 李小珍;机载合成孔径激光雷达系统设计与算法研究[D];西安电子科技大学;2015年
8 徐刚;高分辨雷达成像稀疏信号处理技术研究[D];西安电子科技大学;2015年
9 郎丰铠;极化SAR影像滤波及分割方法研究[D];武汉大学;2014年
10 张双喜;高分辨宽测绘带多通道SAR和动目标成像理论与方法[D];西安电子科技大学;2014年
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1 再屯古丽·亚库普;基于PALSAR数据极化分解信息的于田绿洲土壤盐渍化信息提取研究[D];新疆大学;2018年
2 李艳艳;星载SAR影像直接与间接正射校正技术研究[D];中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所);2017年
3 李维珂;大场景PolSAR图像人造目标检测方法研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
4 张密芳;基于全极化雷达数据的森林参数反演研究[D];南京林业大学;2017年
5 刘一舟;基于散射特征和低秩稀疏分解的极化SAR图像变化检测[D];西安电子科技大学;2017年
6 东朝霞;基于全极化SAR数据的旱地作物识别与生物学参数反演研究[D];中国农业科学院;2016年
7 杨玉锋;基于目标分解的全极化SAR图像分类方法研究[D];南京林业大学;2016年
8 毛兆兰;实证分析法应用的评价研究[D];安徽大学;2016年
9 黄伟前;基于人脸识别的考勤软件系统的研究与设计[D];南京理工大学;2016年
10 王鹤翔;基于小波变换和SVM的织物疵点检测与分类[D];东华大学;2015年
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6 易尧华,余长慧,秦前清,龚健雅;基于独立分量分析的遥感影像非监督分类方法[J];武汉大学学报(信息科学版);2005年01期
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3 孙盛;全极化合成孔径雷达图像处理方法研究[D];华中科技大学;2013年
4 岳江;高信噪比窄带光谱数据获取与非监督分类技术研究[D];南京理工大学;2014年
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1 冯宗敏;基于时频分解的POLSAR图像非监督分类方法研究[D];首都师范大学;2014年
2 谢艳;极化合成孔径雷达图像分类[D];电子科技大学;2006年
3 惠巍巍;高光谱混合像元的分解及地物分类的研究[D];东北林业大学;2007年
4 蒋韬;基于遗传粒子群优化算法的遥感图像分类方法研究与应用[D];首都师范大学;2013年
5 李少兰;基于高精度遥感图像的多种土地利用分类方法研究[D];西北农林科技大学;2012年
6 张兴娟;石家庄市绿地调查研究与分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 钱茹茹;遥感影像分类方法比较研究[D];长安大学;2007年
8 魏士春;海岸带湿地资源遥感调查与专题制图研究[D];山东科技大学;2007年
9 肖剑伟;基于多光谱影像的岩性信息提取技术研究[D];中国地质大学(北京);2008年
10 于洋;基于遥感信息的滨海新区湿地变化的分析[D];天津大学;2012年
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