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《中国林业科学研究院》 2010年
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面向植被识别的SAR图像分类方法研究

凌飞龙  
【摘要】: 对森林和农业植被的监测不仅为生产管理提供了有用的信息,而且是全球气候变化和碳循环研究的重要内容。遥感技术是一种快速获取大范围植被信息的有效手段。合成孔径雷达(SAR,Synthetic Aperture Radar)遥感因其全天时、全天候的成像能力,已经成为光学遥感的有益补充,有时甚至是数据获取的唯一手段。各种新型的SAR传感器相继升空,为微波遥感的应用和研究提供了前所未有的潜力和机遇,也给数据处理和应用方法提出了挑战。 面对越来越多新型的SAR数据,如何根据特定目标,选择最有效的数据(或数据特征)和数据处理方法从中提取信息?对于SAR图像分类研究,应从两个方面入手:一是基于对电磁波与地物作用的物理机制的理解,正确地认识图像包含的信息,指导我们进行分类数据选择和特征提取;二是发展高效、稳定的分类器。本文以森林和水稻两类植被识别和面积制图为目标,开展利用多维度SAR数据地物分类方法研究,对感兴趣地类的SAR后向散射特征、干涉相干性特征和极化SAR提供的散射机制特征进行全面地分析,发展有效的分类算法。主要研究内容和取得的成果如下: (1)以认识遥感数据包含的信息为目的,总结了相关的雷达遥感的基本理论。SAR图像的分类策略应该建立在对SAR图像信息的认识和理解之上。雷达遥感的基本原理是电磁波与自然环境的相互作用过程,影响雷达后向散射的因素包括电磁波参数和目标物参数。本文分析了雷达波与地物相互作用的物理机制,介绍了雷达后向散射系数、相干斑和干涉相干性的统计特性,还介绍了SAR图像处理的基本原理和处理方法。这些理论总结为本文后续研究奠定了基础。 (2)以森林识别为目的,基于星载SAR数据开展了基于规则的分类方法研究。基于规则的分类方法以对蕴含在观测中的物理过程的理解为基础。对两个波段(C和L波段)、多时相、多入射角和多极化的SAR和干涉SAR数据进行分析,全面总结了森林的SAR图像特征,对SAR图像森林识别数据和特征的选取提供了参考。发展了利用ALOS PALSAR双极化数据的后向散射强度和干涉相干性进行森林区域识别的基于规则的分类方法。总体分类精度为78.36%,林地的生产者精度和用户精度分别为62.02%和82.12%。防护林的识别精度达到了93%。达到了满意的制图精度,具有很好的应用前景。 (3)对L波段SAR水稻的布拉格散射现象和相应的分类识别方法进行了研究。从某些水稻田在ALOS PALSAR图像上表现出的极强的后向散射这一物理现象入手,逐步分析产生该现象的物理机制-布拉格共振。基于对这一物理机制的理解,提出利用L波段SAR图像进行水稻识别的数据选择与分类方法。本文认为利用L波段HV极化SAR数据可以进行水稻制图,在以往的研究基础上前进了一步,这是本文的一个创新点。该方法在本文实验区达到了86%的制图精度,值得推广。 (4)发展了一种面向对象的极化SAR数据分类方法。利用面向对象的分类方法达到了SAR图像斑点噪声抑制的效果。并引入了鉴一种将极化协方差矩阵转换成服从高斯分布的九个强度量表示的方法,应用光学遥感领域的多分辨率分割技术和面向对象分析技术对全极化SAR数据进行分类。结果表明该面向对象的分类方法不仅优于基于像元的方法,且能达到很好的分类精度。该方法为SAR图像分类技术提供了一种新的途径。
【学位授予单位】:中国林业科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S771.8

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 罗环敏;基于极化干涉SAR的森林结构信息提取模型与方法[D];电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李立存;基于星载大光斑LIDAR数据的森林类型识别研究[D];东北林业大学;2012年
2 孙毓;基于机器学习的高光谱与SAR图像融合分类研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 江标初,陈映鹰;模糊分类在土地利用/覆盖变更调查中的应用[J];安徽农业科学;2005年06期
2 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
3 吴永辉;计科峰;李禹;郁文贤;;利用SVM的极化SAR图像特征选择与分类[J];电子与信息学报;2008年10期
4 杨磊;刘伟;王志刚;;加权全极化SAR图像非监督Wishart分类方法[J];电子与信息学报;2008年12期
5 凌飞龙;汪小钦;史晓明;;多时相SAR图像水稻分布信息提取方法研究[J];福建师范大学学报(自然科学版);2007年03期
6 赵波,边馥苓,潘蜀健,陈琳,陈德豪;人工神经元网络在空间数据挖掘与知识发现中的应用研究[J];系统工程;2004年09期
7 谭琨;杜培军;;基于径向基函数神经网络的高光谱遥感图像分类[J];光谱学与光谱分析;2008年09期
8 李爽,丁圣彦,许叔明;遥感影像分类方法比较研究[J];河南大学学报(自然科学版);2002年02期
9 董彦芳,孙国清,庞勇;基于ENVISAT ASAR数据的水稻监测[J];中国科学(D辑:地球科学);2005年07期
10 杨然;李坤;涂志刚;陈荣元;秦前清;;基于Yamaguchi分解模型的全极化SAR图像分类[J];计算机工程与应用;2009年36期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王天培;;国内外遥感技术在非点源污染模拟中的应用[J];安徽农业科学;2011年21期
2 谷秀兰;栾乔林;黄朝明;韦仕川;;土地利用覆被遥感影像信息提取方法研究综述[J];安徽农业科学;2012年04期
3 陈晓宁;叶满珠;;第二次土地调查计算机解译探讨[J];北京测绘;2011年02期
4 闫琰;董秀兰;李燕;;基于ENVI的遥感图像监督分类方法比较研究[J];北京测绘;2011年03期
5 游浩辰;许章华;刘健;余坤勇;张新珠;;GIS支持下的山区遥感影像决策树分类研究[J];北京联合大学学报(自然科学版);2011年01期
6 黄心渊;王海;;“数字林业”及其技术与发展[J];北京林业大学学报;2006年06期
7 罗凯;罗旭;冯仲科;李静锐;吴露露;;自组织特征映射网络在遥感影像分类中的应用[J];北京林业大学学报;2008年S1期
8 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
9 王崇倡;郭健;武文波;;基于ERDAS的遥感影像分类方法研究[J];测绘工程;2007年03期
10 陈启浩;高伟;刘修国;;辅以纹理特征的高分辨率遥感影像分类[J];测绘科学;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 黄灵光;方豫;任盛明;曾勋;;江西省农情遥感监测系统的应用与改进[A];全国农业遥感技术研讨会论文集[C];2009年
2 简季;杨武年;马正龙;陈园园;;BP神经网络在土地分类中的应用研究——以汶川地区为例[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
3 徐璐;何宗宜;张少青;郭妍;;结构与光谱信息相结合的遥感图像分类方法[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(二)[C];2007年
4 李秉柏;张萍萍;谭炳香;王志明;;水稻极化散射特征分析及稻田分类方法研究[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第一分册[C];2005年
5 何彬方;刘惠敏;黄勇;;基于Bayes判别法的云分类模式及其效果检验[A];中国气象学会2006年年会“卫星遥感技术进展及应用”分会场论文集[C];2006年
6 何彬方;范伟;刘慧敏;冯妍;;基于MODIS数据的安徽省土地覆盖分类研究[A];中国气象学会2007年年会生态气象业务建设与农业气象灾害预警分会场论文集[C];2007年
7 杨沈斌;申双和;赵小艳;谢晓金;李秉柏;;星载雷达在多云多雨地区水稻监测中的应用[A];粮食安全与现代农业气象业务发展——2008年全国农业气象学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 桑永胜;空间数据分析的神经计算方法[D];电子科技大学;2010年
2 杨国鹏;基于机器学习方法的高光谱影像分类研究[D];解放军信息工程大学;2010年
3 钱鹏江;大规模数据集聚类方法研究及应用[D];江南大学;2011年
4 梁亮;小麦冠层理化参量的高光谱反演[D];中南大学;2010年
5 关瑞华;基于3S达里诺尔国家级自然保护区景观格局演变及监控技术的研究[D];内蒙古农业大学;2011年
6 宫霄霖;基于小波变换的不规则邻域的数字图像去噪算法研究[D];天津大学;2010年
7 买凯乐;基于ALOS遥感影像的黄土丘陵区典型流域景观制图及格局研究[D];西北农林科技大学;2011年
8 张连蓬;基于投影寻踪和非线性主曲线的高光谱遥感图像特征提取及分类研究[D];山东科技大学;2003年
9 王伟武;地表演变对城市热环境影响的定量研究[D];浙江大学;2004年
10 曾生根;快速独立分量分析方法及其在图像分析中的若干应用研究[D];南京理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘涛;遥感图像分块分类技术的研究与应用[D];山东科技大学;2010年
2 王梁文敬;典型地物的极化后向散射特性分析及其在分类中的应用[D];山东科技大学;2010年
3 秦园;基于SPOT5的土地信息提取技术研究[D];大连理工大学;2010年
4 徐晓丹;支持向量机在矿区遥感监测图像分类中的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 张丹;基于多分类器融合的遥感影像分类方法研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 范渭亮;毛竹林参数遥感定量反演与软件实现[D];浙江农林大学;2010年
7 范娜;基于RS和GIS的鄱阳湖天然湿地景观动态变化研究[D];江西师范大学;2010年
8 王俊朝;基于中尺度遥感影像的早稻种植面积提取方法探讨[D];安徽师范大学;2010年
9 李源泰;基于人工神经网络的遥感影像分类研究[D];昆明理工大学;2010年
10 李富城;多极化SAR图像地物分类技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯仲科;刘永霞;;森林生物量测定精度分析[J];北京林业大学学报;2005年S2期
2 谭炳香;李增元;陈尔学;庞勇;雷渊才;;Hyperion高光谱数据森林郁闭度定量估测研究[J];北京林业大学学报;2006年03期
3 黎新伍;;基于MRF模型和EM算法的多源图像融合方法[J];传感技术学报;2006年02期
4 杨永恬,田昕,冯仲科,吴发盛,李树彦;遥感混和分类算法及其在森林分类中的应用[J];测绘科学;2004年04期
5 陈建杰;叶智宣;;多分类SVM主动学习及其在遥感图像分类中的应用[J];测绘科学;2009年04期
6 杨磊;赵拥军;王志刚;;基于功率和相位联合估计TLS-ESPRIT算法的极化干涉SAR数据分析[J];测绘学报;2007年02期
7 张晓玲;韦顺军;韩迪;;结合相干系数的极化干涉SAR植被高度估计方法研究[J];电子科技大学学报;2009年03期
8 杨存建,刘纪远,黄河,许辉熙,党承林;热带森林植被生物量与遥感地学数据之间的相关性分析[J];地理研究;2005年03期
9 周勇胜;洪文;王彦平;曹芳;吴一戎;;基于RVoG模型的极化干涉SAR最优基线分析[J];电子学报;2008年12期
10 谈璐璐;杨汝良;商建;;利用Shannon熵参数的极化干涉SAR图像非监督分类[J];电子学报;2010年10期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 杨国鹏;基于机器学习方法的高光谱影像分类研究[D];解放军信息工程大学;2010年
2 李新武;极化干涉SAR信息提取方法及其应用研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
3 杨震;合成孔径雷达干涉与极化干涉技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2003年
4 谭炳香;高光谱遥感森林类型识别及其郁闭度定量估测研究[D];中国林业科学研究院;2006年
5 刘建丽;面向生物数据分析的支持向量机技术的研究[D];北京工业大学;2007年
6 刘昆宏;多分类器集成系统在基因微阵列数据分析中的应用[D];中国科学技术大学;2008年
7 杨永恬;基于多源遥感数据的森林蓄积量估测方法研究[D];中国林业科学研究院;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 张腊梅;L波段PolInSAR图像地表参数反演方法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 桑应宾;基于K近邻的分类算法研究[D];重庆大学;2009年
3 孙凉艳;基于K近邻集成算法的分类挖掘研究[D];西北大学;2010年
4 付兵;极化干涉SAR植被参数估计方法研究[D];电子科技大学;2010年
5 徐光彩;机载LIADR波形数据处理及分类研究[D];南京林业大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 朱建军;解清华;左廷英;汪长城;谢建;;复数域最小二乘平差及其在PolInSAR植被高反演中的应用[J];测绘学报;2014年01期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曾琪明,马洪兵,张涛;水稻微波后向散射模型研究与计算[J];北京大学学报(自然科学版);2000年01期
2 王宇,王乘,刘吉平;一种基于数学形态学的遥感图像边缘检测算法[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2003年02期
3 刘蕊洁;张金波;刘锐;;模糊c均值聚类算法[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年02期
4 周前祥,敬忠良;高光谱遥感图像联合加权随机分类器的设计与应用[J];测绘学报;2004年03期
5 杨沈斌;李秉柏;申双和;张萍萍;;基于特征保持的线性多通道最优求和SAR图像滤波算法[J];测绘学报;2006年04期
6 杨存建,周成虎;基于知识的遥感图像分类方法的探讨[J];地理学与国土研究;2001年01期
7 曹云刚;刘闯;;EnviSat ASAR数据在水情监测中的应用[J];地理与地理信息科学;2006年02期
8 毛建旭 ,王耀南 ,孙炜;模糊B样条基函数神经网络的遥感图像分类器[J];电子测量与仪器学报;2002年04期
9 刘秀清,杨汝良;基于全极化SAR非监督分类的迭代分类方法[J];电子学报;2004年12期
10 刘国庆,熊红,黄顺吉;基于小波变换和马尔可夫随机场的极化SAR图像自动分类[J];电子科学学刊;2000年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张云柏;ASAR影像应用于水稻识别和面积测算研究——以江苏宝应县为例[D];南京农业大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐建明,朱云林,王伟中,张进成;外源诱导植物获得抗病性的研究进展[J];江苏农业科学;2001年04期
2 谭炳香,李增元;SAR数据在南方水稻分布图快速更新中的应用方法研究[J];国土资源遥感;2000年01期
3 陈学平,姚忠达,郭家明,陈良友,陈龙,孟晓辉;不同烟草品种感染TMV病程过程中CAT、PAL活力变化研究[J];安徽农业大学学报;2002年02期
4 于丽娜,严泰来,张玮;SAR与TM图像监测耕地被毁情况对比研究[J];国土资源遥感;2003年04期
5 余凡;赵英时;;合成孔径雷达反演裸露地表土壤水分的新方法[J];武汉大学学报(信息科学版);2010年03期
6 马俊红;张永福;汪华;;森林蓄积量遥感估测的研究进展[J];内蒙古林业调查设计;2008年02期
7 董玲玲;;关于植物诱导抗病机理的研究[J];价值工程;2010年24期
8 石懿,杨培岭,张建国,王金满,段剑波,项光明;利用SAR和pH分析脱硫石膏改良碱(化)土壤的机理[J];灌溉排水学报;2005年04期
9 李华朋;张树清;孙妍;;合成孔径雷达在湿地资源研究中的应用[J];自然资源学报;2010年01期
10 刘永光;孙向阳;刘克锋;;RT-PCR法克隆广谱抗病基因TGA2及其蛋白表达载体构建[J];河北农业大学学报;2011年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苏晓阳;翟国芳;孙进平;;多模式高分辨率SAR通用成像处理算法设计[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
2 刘晨;张冠杰;张涛;;基于回波的SAR成像沿航向运动补偿算法[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
3 田继华;路绪光;张玉玺;孙进平;;压缩感知SAR成像自聚焦运动补偿[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
4 兰天;余安喜;梁甸农;陈祺;;天线指向量化对多模式SAR成像的影响[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
5 邓黾;吴彦鸿;;双站合成孔径雷达ωk成像算法研究[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年
6 徐凯;孙淑光;刘瑞华;;基于载机速度变化分析的SAR运动补偿[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
7 叶继海;江月松;赵继芝;郭泾平;;基于北斗信号的SAR成像方法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
8 ;Assessment of Statistical Models for Clutter and Target in SAR Images[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 王鹏波;陈杰;李春升;;时钟同步误差对多通道天线星载SAR成像性能的影响[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
10 佘二永;;SAR图像目标解译技术分析[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 杨云山;我国首个机载SAR测图系统实现首飞[N];中国航空报;2009年
2 丁阳;SAR:波段操作好帮手[N];江苏经济报;2001年
3 钟勇;国内首套SAR测图系统通过评审[N];中国测绘报;2010年
4 记者 赵亚辉;自主产权机载SAR测图系统研制成功[N];人民日报;2011年
5 记者 姚传富;国家无线电检测中心国内首家提供服务[N];人民邮电;2009年
6 但斌;中国股市今年孕育微妙变化[N];中国贸易报;2001年
7 金美林投资 黄旻宏;如何应用止损策略[N];财经时报;2002年
8 ;北京宏翰[N];江苏经济报;2000年
9 ;恒通证券[N];江苏经济报;2002年
10 银河证券研究中心 李志刚;确认中期调整 近期下探1500[N];华夏时报;2002年
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1 凌飞龙;面向植被识别的SAR图像分类方法研究[D];中国林业科学研究院;2010年
2 岳昔娟;稀少(无)控制条件下机载SAR高精度定位技术研究[D];武汉大学;2009年
3 杨科锋;移变双基地SAR特性与成像方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
4 安道祥;高分辨率SAR成像处理技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 李宁;双基地高超音速弹载SAR可用性与算法研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 戴春杨;移动双基地SAR成像理论与方法研究[D];电子科技大学;2012年
7 刘燕;高分辨率及新模式SAR成像算法研究[D];西安电子科技大学;2012年
8 包敏;地球同步轨道SAR与中高轨道SAR成像算法研究[D];西安电子科技大学;2012年
9 周鹏;弹载SAR多种工作模式的成像算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
10 刘高高;单基/双基SAR成像算法研究[D];西安电子科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖辉旺;星载SAR Doppler参数估计算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 黎庆;星载SAR信道建模与回波检测性能研究[D];电子科技大学;2011年
3 何强;弹载SAR干扰抗干扰仿真研究与软件开发[D];电子科技大学;2011年
4 刘洋涛;基于实测数据的机载SAR成像技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 廖可非;单激励三维SAR实验系统及成像技术研究[D];电子科技大学;2010年
6 化国强;基于全极化SAR数据玉米长势监测及制图研究[D];南京信息工程大学;2011年
7 王大芳;单极化SAR图像的地形变化检测和森林积雪的多极化仿真[D];复旦大学;2010年
8 张东浩;线阵三维SAR成像算法研究及仿真[D];电子科技大学;2010年
9 张来胜;SAR原始数据压缩算法研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 周玉刚;基于宽带合成的高分辨SAR技术研究[D];电子科技大学;2011年
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