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《国防科学技术大学》 2002年
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高分辨率单视单极化SAR图像地物分类方法研究

付琨  
【摘要】: 根据我国SAR系统的发展现状和SAR信息处理的应用需求,本论文重点开展了高分辨率、单视单极化SAR图像地物分类技术研究。SAR图像地物分类是传统的ATC(Automate Terrain Classification)技术的扩展。具体内容为:根据SAR图像基本特性,提取可靠特征,将图像区分为人造目标(机动车辆、建筑物等)、自然目标(树木、灌木、树林等)、背景(草地、平地、植被等)和阴影(目标阴影、镜面散射体等)四种类别,为不同的应用提供对应的感兴趣区域(ROI)。研究目的是建立交互式的SAR图像辅助判读系统和为图像解译提供潜在目标切片。在目前直接进行SAR图像自动目标识别非常困难的情况下,SAR图像地物分类对整个解译系统来说,是一个非常实用而又关键的环节。 SAR图像地物分类技术的困难性主要源于微波成像的特殊机理和严重的相干斑干扰,使得基于图像象素层的特征提取非常困难。对单视单极化SAR图像而言,这个问题更为突出。因此,不管是分类模型的建立,还是分类类别数目的扩展和分类率的提高,难度都相当大。 论文根据SAR图像特征检测概率模型,对图像中相邻分辨单元的区分能力和点目标的检测能力进行了详细分析,得出了在较小的虚警条件下,可以直接利用RCS的统计特性,在象素层进行高精度的单视SAR图像地物分类算法研究的结论。在此基础上,结合SAR图像其它固有特性研究,提出了以RCS的统计分布特性作为主要特征,阴影和高分辨率条件下的区域结构特征作为提高分类精度的辅助特征,并将二者有机结合起来进行分类方法研究的思路;分析了统计模式识别、神经网络和模糊技术应用到SAR图像地物分类中需要解决的实际问题;提出了在图像域对SAR图像质量指标近似计算和分类率的具体评估方法。 根据理论推导结果和应用需求,论文针对Beta-Prime统计分布模型能够较好的描述SAR图像场景的特点,利用具有理论分类错误率最小的Bayes决策直接进行分类研究,重点解决了利用一种适应性的强RCS检测器,二项式Gamma分类器进一步提高自然目标类和背景类分类精度的问题;针对精确的统计分布模型推导困难或实用性差的难题,提出了一种基于RCS重构和空间位置模型的地物分类算法,较好的解决了基于统计分布模型的分类算法对分布模型精确性的依赖问题;针对需要直接利用样本集进行非参数估计的应用需求,重点研究了利用神经网络和模糊技术建立高精度、智能化的分类算法。提出了基于径向基函数神经网络(RBFN)的双隐层混合网络(MDHRBFN)模型,解决了标准神经网络在具体SAR图像地物分类中分类类别数目不够和分类精度差的问题;提出了基于模糊推理系统的自适应模糊RBFN分类(AFRBFN)模型,兼顾通用性与精确性,增强人机交互能力,进一步提高了算法分类率。 最后,利用MSTAR实测数据对这四种算法进行了性能评估,并给出了算法集成应 国防科学技术人学研究生院学仇论文 一 用软件系统的实现枢架。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TN957.52

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 匡纲要,计科峰,粟毅,郁文贤;SAR图象自动目标识别研究[J];中国图象图形学报;2003年10期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 尹奎英;SAR图像处理及地面目标识别技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 计科峰;SAR图像目标特征提取与分类方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
3 黄玉琴;基于SAR图像的城市形态时空变化的研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2006年
4 程英蕾;多源遥感图像融合方法研究[D];西北工业大学;2006年
5 李彦兵;基于微多普勒效应的运动车辆目标分类研究[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6条
1 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
2 吴长朋;基于散射特性和空间相关特性的高分辨率SAR图像地物分类算法及系统实现[D];上海交通大学;2012年
3 孙书进;基于MRF模型和统计建模的SAR图像地物分类方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 盛国芳;SAR图像去噪与分割算法的研究[D];西安电子科技大学;2003年
5 林宏津;合成孔径雷达图像目标检测与优化搜索[D];四川大学;2006年
6 姚瑶;高分辨SAR杂波统计特性分析及应用[D];电子科技大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 李春升,李景文,周荫清;空载合成孔径雷达技术及展望[J];电子学报;1995年10期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 裴莉;傅庆;刘华军;;电力系统图像识别技术的研究和应用[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2011年S1期
9 赵海燕;傅珺;;基于灰色模糊理论大型商场火灾风险可靠性的评价研究[J];安防科技;2009年04期
10 房荣波,魏元,杨海峰;转炉钢水出钢温度的预测[J];鞍钢技术;2002年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 裴莉;傅庆;刘华军;;电力系统图像识别技术的研究和应用[A];2011年安徽省智能电网技术论坛论文集[C];2011年
2 刘钰;韩峰;董楠;陆希成;雷鸣;;爆炸容器安全概率的统计分析方法[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)[C];2011年
3 农吉夫;金龙;;均生函数与人工神经网络相结合的降水预报模型研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 周芳;;基于融合的混合模式SAR成像技术[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
5 张宝柱;马庆春;;工业有毒有害气体扩散的一元线性回归分析与计算[A];中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C];2009年
6 张博平;李亚智;张开达;;神经网络在复合材料层合板刚度退化中的应用[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
7 李丽;杨乐平;;一种新的盲均衡算法的研究[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
8 索继东;刘人杰;杨广治;;基于模糊聚类的雷达与GPS的数据融合[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
9 李弼程;郭志刚;文超;;一种图象多层次模糊增强算法[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
10 郭成安;李建华;李明伟;;从观测数据学习后验概率函数:一种最佳神经网络模型的设计与分析[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李晓明;ENVISAT卫星ASAR波模式数据海浪反演算法研究[D];中国海洋大学;2010年
3 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
4 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
5 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
6 王英英;基于事故链的电力系统连锁故障风险评估与预防控制研究[D];华中科技大学;2010年
7 周子冠;电网多数据源在线诊断方法研究[D];中国电力科学研究院;2010年
8 杨红;污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究[D];华南理工大学;2010年
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10 孙大利;石油价格波动规律研究[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈昊;基于DSP图像处理的鸡蛋新鲜度实时无损检测研究[D];华中农业大学;2010年
2 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
3 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 许蓓;运营隧道结构安全性评估研究[D];南昌航空大学;2010年
5 史卫平;DInSAR技术及其在矿区地面沉降监测中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
6 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
7 张永宾;居住区景观设计方案评价方法初探[D];中南林业科技大学;2009年
8 李海清;支持向量机在金融市场预测中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
9 蔡静颖;模糊c-均值算法的研究[D];辽宁师范大学;2010年
10 程慧;基于神经网络的两类问题研究[D];广西师范学院;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 欧阳勇锋,张延龙,蒋颖;关于城市形态模式的探讨[J];安徽农业科学;2004年05期
2 陈彦光;城市地理系统结构与功能的分形模型——关于地理系统异速生长方程与Cobb-Douglas函数的理论探讨与实证分析[J];北京大学学报(自然科学版);2003年02期
3 崔岩梅,倪国强,钟堰利,王毅,钮永胜;利用统计特性进行图像融合效果分析及评价[J];北京理工大学学报;2000年01期
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5 段连飞;黄国满;荣伟;赵争;谭芬;顾强;;基于BP神经网络的机载高分辨率SAR图像分类方法研究[J];测绘通报;2009年02期
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8 杨山;南京城镇空间形态的度量和分析[J];长江流域资源与环境;2004年01期
9 邓文胜,关泽群,王昌佐;武汉市域城镇体系空间结构分析[J];城市发展研究;2003年06期
10 郑莘,林琳;1990年以来国内城市形态研究述评[J];城市规划;2002年07期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹奎英;SAR图像处理及地面目标识别技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 刘琼芳;基于Copula理论的金融时间序列相依性研究[D];重庆大学;2010年
3 葛振忠;基于随机森林和Copula的港口物流能力研究[D];天津大学;2010年
4 万朋;合成孔径雷达目标检测及相关技术研究[D];电子科技大学;2000年
5 刘贵喜;多传感器图像融合方法研究[D];西安电子科技大学;2001年
6 郦苏丹;SAR图像特征提取与目标识别方法研究[D];国防科学技术大学;2001年
7 种劲松;合成孔径雷达图像舰船目标检测算法与应用研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
8 谭衢霖;鄱阳湖湿地生态环境遥感变化监测研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
9 韩萍;SAR自动目标识别及相关技术研究[D];天津大学;2004年
10 傅斌;SAR浅海水下地形探测[D];中国海洋大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邹双;合成孔径雷达图像分类与小目标检测技术研究[D];电子科技大学;2002年
2 栾丽华;聚类算法研究[D];南京师范大学;2004年
3 宋野;基于目标检测的SAR图像变化检测方法研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2004年
4 薛浩洁;SAR图像海洋表面油膜检测方法研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2004年
5 王新楼;基于偏微分方程的SAR图像去噪方法研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2004年
6 侯四国;SAR图像海上船只检测和定位方法的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
7 何涛;基于Curvelet变换的SAR图像相干斑抑制算法研究与实现[D];南京航空航天大学;2005年
8 赵琴;进化模板匹配法及其应用研究[D];合肥工业大学;2005年
9 胡笑斌;SAR图像目标识别中几个问题的研究[D];合肥工业大学;2005年
10 田金凤;基于独立分量分析的遥感图像相干斑抑制[D];电子科技大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 国巧真;蒋卫国;易文斌;;不同地形条件下的村镇形态特征识别方法研究[J];安徽农业科学;2009年28期
2 岳建平;甄宗坤;;基于粒子群算法的Kriging插值在区域地面沉降中的应用[J];测绘通报;2012年03期
3 何峻;赵宏钟;付强;;自动目标识别性能评估指标简述[J];电讯技术;2007年05期
4 王超,张波,温晓阳,张红,吴樊,张长耀,江凯,陈仁元;基于雷达散射特性的高分辨率SAR图像自动目标识别[J];电波科学学报;2004年04期
5 周文明;宋建社;郑永安;徐军;;基于电磁特性SAR图像目标识别模板的建立[J];电光与控制;2008年07期
6 赵炤;刘伟;罗鹏程;;基于灰色关联分析的ATR系统作战能力评估[J];电光与控制;2009年01期
7 杨桄;陈克雄;周脉鱼;徐忠林;王宗明;;SAR图像中目标的检测和识别研究进展[J];地球物理学进展;2007年02期
8 高贵;张军;周蝶飞;蒋咏梅;李德仁;;合成孔径雷达对地观测应用中目标感兴趣区域的自动获取[J];地球科学进展;2008年01期
9 秦阳;张智军;;基于FPGA的雷达恒虚警模块的设计[J];电子技术应用;2011年07期
10 汪雄良;冉承其;王正明;;基于紧致字典的基追踪方法在SAR图像超分辨中的应用[J];电子学报;2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 卢桂琳;李媛媛;曹跃平;;某种新型雷达图像识别和分类的技术报告[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
2 徐阳;张雪兰;王娟;;SAR图像舰船目标处理研究综述[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陶勇;知识辅助的SAR图像目标特性分析与识别研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 尹奎英;SAR图像处理及地面目标识别技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 韩友美;车载移动测量系统激光扫描仪和线阵相机的检校技术研究[D];山东科技大学;2011年
4 王金玲;基于多分辨率分析的遥感图像融合算法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
5 陈玉春;多源图像融合算法研究[D];西北工业大学;2006年
6 杨志国;基于ROI的UWB SAR叶簇覆盖目标鉴别方法研究[D];国防科学技术大学;2007年
7 李禹;SAR图像机动目标检测与鉴别技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
8 叶传奇;基于多尺度分解的多传感器图像融合算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
9 胡利平;合成孔径雷达图像目标识别技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
10 陈志刚;基于Contourlet遥感图像融合与压缩技术研究[D];长春理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李坤波;多光谱和全色遥感图像融合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 何正民;多源遥感图像像素级融合技术的研究[D];中国地质大学(北京);2011年
3 何沛思;基于经验模态分解和融合的多视点图像编码研究[D];华南理工大学;2011年
4 崔鹏;SAR图像车辆目标检测[D];南京航空航天大学;2010年
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6 徐晶;SAR图像的目标检测与分类研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 华玲;星载雷达杂波仿真及统计特性研究[D];南京航空航天大学;2011年
8 龚树凤;宽带相参雷达杂波环境信号的建模与半实物仿真[D];南京航空航天大学;2011年
9 王胜廷;高分辨率SAR仿真图像生成技术及其在目标识别中的应用[D];国防科学技术大学;2011年
10 黄嘉辛;车辆目标SAR图像预处理方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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5 黄德双;一种新的径向基概率神经网络模型(Ⅰ):基本理论[J];计算机研究与发展;1998年02期
6 吴望名;关于模糊逻辑的—场争论[J];模糊系统与数学;1995年02期
7 张师超,汤服成;模糊逻辑中的一些问题研究[J];模糊系统与数学;1996年01期
8 赵群,保铮;径向基函数神经网络的分类机理[J];通信学报;1996年02期
9 付琨,匡纲要,郁文贤;基于改进相关邻域模型的SAR图像RCS重构[J];系统工程与电子技术;2001年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董文明;成像雷达在生态研究方面的应用回顾[J];世界核地质科学;1998年02期
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4 陈伟利;陶和平;刘斌涛;;基于SVM的多光谱影像与SAR图像融合地物分类研究[J];安徽农业科学;2010年20期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 刘学;方俊永;李庆亭;杨杭;郑兰芬;童庆禧;;地面成像光谱辐射系统在冶炼遗址考古中的应用[A];第八届成像光谱技术与应用研讨会暨交叉学科论坛文集[C];2010年
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中国重要报纸全文数据库 前4条
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4 本报记者 汪涛 实习生 许乐贝 通讯员 孔伟斌;库市“三乡一镇”用地大普查[N];巴音郭楞日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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6 杜震洪;近海环境地物认知模型与智能服务聚合研究[D];浙江大学;2010年
7 陈杰;高分辨率遥感影像面向对象分类方法研究[D];中南大学;2010年
8 易俐娜;面向对象遥感影像分类不确定性分析[D];武汉大学;2011年
9 朱晓荣;基于决策树的洞庭湖湿地信息提取技术研究[D];中国林业科学研究院;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾桂香;基于多尺度纹理分析的SAR图像地物分类[D];武汉大学;2004年
2 周瑞;面向对象分类方法在矿区地物信息提取中的应用研究[D];中北大学;2012年
3 胡丹;基于SVM的SAR图像地物分类研究[D];中南大学;2008年
4 石鑫;基于随机投影和改进谱聚类的SAR地物分类研究[D];西安电子科技大学;2013年
5 罗灵燕;提取铁路横断面属性信息的方法研究[D];西南交通大学;2012年
6 王道荣;成像光谱偏振系统实现及在地物分类中的应用[D];西北工业大学;2007年
7 吴长朋;基于散射特性和空间相关特性的高分辨率SAR图像地物分类算法及系统实现[D];上海交通大学;2012年
8 朱辰贤;基于监视检测的高分SAR影像地物分类方法研究[D];上海交通大学;2013年
9 衣燕;面向对象的昆明滇池子流域高分辨率遥感影像地物信息提取[D];昆明理工大学;2009年
10 张郝哲;基于GIS和RS的内蒙古高原封闭盐湖动态监测[D];中国地质大学(北京);2012年
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