高分辨率雷达遥感数据在土地利用遥感监测中的应用技术研究

【摘要】：国土资源部正在建设全国国土资源综合监管体系,迫切需要加强土地利用动态遥感监测、全国“一张图”工程、应急监测、批后核查和对违法用地的执法监察,不断加快监测周期、扩大应用领域、提高监测成效。目前,土地利用遥感调查与监测中应用最普遍的是光学遥感数据。然而,中国南方,特别是西南地区,由于气候湿润、多云多雨,光学遥感难以有效覆盖。星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)因其全天时、全天候、可穿透云雾快速成像的能力,在我国幅员辽阔、气象气候和下垫面条件复杂、且急需快速获取监测数据的前提下,具有明显的优势。中国一直积极推动SAR数据在土地调查监测中应用,但由于受空间分辨率等方面制约,SAR数据的应用范围受到极大的限制。2007年以来,若干高分辨率、全极化SAR卫星的发射成功,如加拿大的RADARSAT-2、德国的 TERRASAR、意大利的COSMOSkyMed、日本的 ALOS-PALSAR 等,并均有同等或更高分辨率的后续星发射计划,为土地利用遥感调查与监测的实际应用创造了条件。分析研究其在土地利用遥感动态监测应用中的关键技术方法,对国土资源监测宏观决策具有重要的科学指导意义,并为高分辨率雷达数据奠定坚实的应用基础。论文致力于新型高分辨率极化SAR数据对于土地变化监测典型地物的识别最佳效果研究,以RADARSAT-2数据为基础做了以下几方面的分析:1.针对高分辨率SAR图像的预处理方法(几何校正以及SAR图像滤波两个主要方面),对于多云多雨地区光学数据的缺乏提出了 SAR图像校正时控制点的选取方法,通过布放角反射器分析SAR卫星数据几何校正精度提高的可能;对比了传统滤波方法,将结构检测机制引入到高分辨率SAR斑点噪声抑制方法中,提出了一种基于结构检测的单极化SAR图像滤波SDBSF,提高了雷达影像的可视化解译精度;2.极化信息的综合应用为十.地监测的识别能力带来了很大提高,论文比较了不同极化方式高分辨率SAR数据对于地物的结构特征、细节表征能力以及变化信息的识别效果;进行了多极化SAR数据融合信息增强及地物识别效果的比较。3.引入光谱特征变异的思想,将SAR与光学影像融合及SAR数据之间交叉融合,分析了新增建设用地在融合图像中的特征,在可以快速发现土地利用变化信息,并对土地信息精度进行了全面评价。