面向对象高可信SAR数据处理（上册）——理论与方法
本书以国家高技术研究发展计划（863计划）“十二五”主题项目“面向对象的高可信SAR处理系统”为背景，针对合成孔径雷达数据在地貌地物、森林植被等方面的处理与解译难题，阐述利用多角度、多波段、多极化、极化干涉等多模式航空航天SAR数据，建立基于散射机理的地物特性知识库，构建地形辐射校正、极化干涉处理、立体测量、基于知识的地物解译等模型，开发高分辨率机载极化干涉SAR数据获取硬件系统与SAR影像高性能解译软件系统，实现以精度高、可靠性强、识别类型丰富为特征的SAR影像高可信处理与解译的原理、技术与方法，并对成果在测绘、林业等行业的应用示范效果进行了展示和分析。
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目录
序一
序二
前言
第1章 SAR数据处理基础知识 1
1.1 SAR成像基本原理 1
1.1.1 侧视雷达成像 1
1.1.2 SAR成像方法 3
1.2 SAR影像成像几何 5
1.2.1 距离-多普勒几何模型 5
1.2.2 SAR成像几何形变特点 7
1.3 InSAR基本原理 8
1.3.1 InSAR测量原理 8
1.3.2 雷达差分干涉测量原理 10
1.4 立体SAR测量基本原理 12
1.5 极化SAR基础知识 14
1.5.1 电磁波的极化及其表征 14
1.5.2 极化SAR数据的矩阵描述 19
1.5.3 极化合成 23
1.6 极化干涉SAR基本原理 27
1.7 SAR影像幅度相位地形补偿 28
1.7.1 全极化SAR数据的幅度相位调制模型 28
1.7.2 全极化SAR数据地形估计 31
1.7.3 全极化SAR数据地形辐射补偿 32
参考文献 33
第2章 SAR干涉测量 35
2.1 SAR复影像干涉对和极化干涉对配准 35
2.1.1 SAR通用配准方法 35
2.1.2 干涉SAR复影像配准 38
2.2 InSAR自适应相位保持滤波 40
2.2.1 Goldstein滤波算法 41
2.2.2 信噪比信息的自适应相位保持滤波算法 42
2.2.3 多尺度多方向的自适应中值滤波 43
2.3 多模式InSAR处理 47
2.3.1 始于SLC影像的不同模式SAR干涉处理 47
2.3.2 多基线、多波段、多模式SAR干涉结果融合提取DEM 54
2.4 大范围地表低相干地区的InSAR形变反演 58
2.4.1 SAR距离向频谱滤波 58
2.4.2 稳定点目标提取 65
2.4.3 基于点目标的时间序列InSAR技术 73
2.5 森林垂直结构参数反演与森林覆盖区DEM精确提取 82
2.5.1 极化SAR森林垂直结构参数估测 83
2.5.2 干涉/极化干涉SAR森林垂直结构参数反演 85
2.5.3 极化干涉SAR森林植被覆盖区DEM 精确估测 101
参考文献 105
第3章 SAR影像摄影测量 111
3.1 雷达影像严密几何定位 111
3.1.1 侧视雷达成像影响因素 111
3.1.2 侧视雷达影像距离-共面方程 113
3.1.3 SAR影像距离-共面方程 116
3.1.4 显函数形式的距离-共面方程 119
3.1.5 SAR影像严密定位 124
3.2 光学与SAR影像联合定位 126
3.2.1 联合定位模型的建立方法 126
3.2.2 多源影像联合定位地面点坐标初值的计算 128
3.2.3 航天光学与SAR影像的联合定位 128
3.3 多侧视SAR立体测量 130
3.3.1 SAR立体观测 130
3.3.2 立体SAR提取DEM 131
3.3.3 SAR立体提取地形要素 137
3.4 SAR立体、干涉联合三维信息提取 141
参考文献 144
第4章 地物散射模型与知识库 146
4.1 典型地物知识库系统 146
4.2 地物目标散射模型库 147
4.2.1 裸露地表散射模型 147
4.2.2 典型植被散射模型 150
4.2.3 积雪散射模型 164
4.2.4 地物目标散射模型库系统构建 167
4.3 散射特性测量数据库 169
4.3.1 典型地物散射特性测量实验设计 169
4.3.2 散射计测量数据收集 180
4.3.3 后向散射特性数据库系统构建 182
4.4 典型地物SAR影像数据库 187
4.4.1 影像数据库存储结构设计 187
4.4.2 SAR影像数据库示例数据 191
4.4.3 SAR影像数据库系统构建 193
4.5 综合知识规则及其应用 195
4.5.1 先验知识规则构建 196
4.5.2 综合规则应用示例 200
参考文献 202
第5章 极化SAR影像分割 205
5.1 面向对象的SAR图像多尺度分割 205
5.2 基于极化散射特征的SAR影像分割算法 211
5.3 SAR影像SRM分割 218
参考文献 230
第6章 SAR图像变化检测 232
6.1 SAR图像变化检测技术方法 232
6.1.1 图像预处理技术 233
6.1.2 差异图获取技术 233
6.1.3 差异图分割技术 239
6.1.4 变化检测应用研究 244
6.2 基于EM+MRF模型的SAR图像变化检测技术 245
6.2.1 算法说明 245
6.2.2 实验结果分析 245
6.3 面向对象分割的SAR图像变化检测技术 249
6.3.1 面向对象联合多尺度分割 249
6.3.2 对象级的变化测度 250
6.3.3 实验分析与精度评价 250
参考文献 254
第7章 面向对象SAR地物高可信解译 257
7.1 SAR影像点目标高可信解译 257
7.1.1 CFAR 检测技术 257
7.1.2 基于相位信息的检测方法 266
7.1.3 点目标提取 268
7.2 SAR影像线目标高可信解译 273
7.2.1 单极化SAR边缘检测 273
7.2.2 极化SAR边缘检测 274
7.2.3 线目标提取 277
7.3 极化SAR影像面状地物高可信解译 280
7.3.1 极化SAR影像弱后向散射地物精细解译 280
7.3.2 极化SAR影像倒塌房屋解译 288
7.3.3 极化SAR影像湿地解译 296
参考文献 308
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