基于极化定向角补偿的思茅松林地上生物量反演

目的 极化合成孔径雷达在森林遥感监测中得到了广泛的应用。由于法拉第旋转和地物结构特性,电磁波极化定向角发生偏移,导致散射特征在机理上存在模糊性。本研究主要分析极化定向角偏移对体散射分量和地上生物量反演的影响。方法 以ALOS PALSAR全极化星载合成孔径雷达(SAR)数据为数据源,基于L波段散射特征,考虑地面与树干之间的二面角散射贡献,研究提出了一种扩展极化水云模型;基于Yamaguchi四分量分解参数和扩展极化水云模型估测思茅松林地上生物量。结果 通过酉变换来补偿极化定向角偏移后,体散射分量高估得到修正,极化定向角补偿后的体散射与实测地上生物量的回归模型较未补偿前效果更好(决定系数R²从0.214提升到0.332)。采用Yamaguchi四分量和扩展极化水云模型的地上生物量估测值和实测值有较强的相关性(R²= 0.644)和较低的均方根误差(23.11 t/hm²)。结论 SAR数据在极化分解前应进行极化定向角补偿,以减少体散射高估和二面角散射低估的问题,提高地上生物量反演精度。半经验极化扩展水云模型具有很好的估测森林地上生物量的潜力。     

基于极化干涉SAR的植被高度反演算法对比分析

极化干涉SAR综合了干涉SAR和极化SAR的优点,被广泛应用于植被高度的反演。对已有的四种基于极化干涉SAR的植被高度反演算法进行了论述,利用PoLSARpor进行仿真数据实验,对比分析了四种植被高度反演算法的优缺点及其适用范围。最后指出极化干涉SAR技术有待进一步研究的方向和问题。为选取基于极化干涉SAR的植被高度反演算法提供参考。     

渤海海冰演化的三维数值模型

基于非结构化网格、有限体积三维海洋模型FVCOM建立了海洋-海冰耦合的渤海海冰数值模拟系统.模型中考虑了海冰动力过程和海冰热力过程,讨论了适合渤海的冰厚度分类规则、临界冰厚、短波辐射在冰内的透射率以及冰的热传输系数的合理取值.利用美国国家环境预报中心(NCEP)一小时一次的再分析气象数据作为驱动对2003—2004年冬季渤海海冰过程进行了模拟.模拟的渤海温盐计算值与实测值吻合较好,模拟的渤海冰盖分布与同期卫星遥感结果接近,模拟的辽东湾初冰日、终冰日的海冰面积、海冰厚度及其最大值和最大值对应的时刻与实测值基本一致.模拟与实测结果对比表明,建立的三维海冰数值模型能比较合理地反映渤海动力过程、气象条件影响下的温盐场过程以及渤海海冰的生消演化过程,具有较高的计算精度和计算效率,适合用于渤海海冰中长期数值模拟.     

基于实测冰芯数据的南极海冰厚度的数值模拟

根据我国第22次南极科学考察现场观测数据以及现场采集的冰芯分析数据,考虑太阳辐射、云量等因素对南极海冰厚度变化的影响,利用最小二乘法辨识气温与冰表面温度之间的关系,并以辨识结果所得到的冰表面温度作为上边界条件,依据实测情况取结冰点-1．81℃作为下边界条件,对一维热传导方程采用Crank-Nicolson格式进行离散,对南极中山站内拉湾附近海域海冰厚度变化进行了数值模拟,并与现场观测的海冰厚度数据进行了对比。     

星载全极化SAR观测P波段Faraday旋转效应分析与消除

地面植被下层与次地表层的星载微波遥感要求低频波段(如P波段)的合成孔径雷达(SAR)探测,但低频P波段将受到电离层Faraday旋转(FR,Faraday rotation)效应的显著影响.文中分析FR后的P波段全极化测量不可以直接用于地表分类,但证明了由FR后的全极化测量推导无FR的全极化数据时存在的±π/2模糊误差并不影响地表分类参数u,v,H,α的计算,因此可以从全极化测量经无FR效应转换后形成的u,v,H,α进行地表分类;进一步地,根据FR角度随地理位置的变化不会突变,提出一种可消除±π/2模糊误差的方法,而完成FR后全极化测量反演无FR的全极化数据.     

电阻率冰厚监测装置在南极海冰考察中的应用

电阻率冰厚监测装置是中国第21次南极考察中海冰厚度监测的技术设备之一。结合南极极端环境,对基于冰、水不同电传导性质的电阻率冰厚监测装置首次在南极海冰考察中所取得的数据进行了分析,总结出极地海冰不稳定的现场环境和低温是影响该装置测量精度的主要因素,并依据分析结果对该装置提出了改进措施。     

基于海洋石油平台的海冰监测系统

【目的】有效监测渤海辽东湾海冰状况,指导破冰船破冰,保障冬季冰期海洋石油平台的安全生产。【方法】在辽东湾石油平台上构建海冰测量系统,利用视频测冰技术、视频冰速测量技术及气象观测多种手段,在2011—2015年度连续4年冬季冰期观测平台周边海冰形貌、范围、运动轨迹,并对监测数据进行分析,给出24h海冰预报。【结果】基于海洋石油平台的海冰监测系统对海冰冰量、冰厚、冰速、冰类型监测数据准确,通过数据分析可以对海冰实施年、月、周、24h预报,短期预报与实际情况基本相符合,其中24h预报准确率在95%以上。【结论】基于海洋石油平台的海冰监测系统是一套运行可靠的监测系统,能准确地观测海冰的运行趋势,为冬季渤海辽东湾的抗冰活动提供指导。     

极化SAR图像处理中L分布杂波统计分析

首先推导了G-Weibull（Generalized Weibull）杂波在复幅度以及强度上的概率密度函数以及其高阶矩特征,然后利用散射影响因子服从G-Weibull分布的变量与Gauss分布变量的相干斑乘积模型,得到了适用于极化合成孔径雷达（SAR）图像处理的L分布杂波分布函数,并推导了其高阶矩特征以及极化合成孔径雷达（极化SAR）中的多视处理的协方差矩阵的概率分布函数和矩特征。针对实测数据,给出了极化SAR单视与多视图像L分布参数的矩估计方法,指出矩估计是视图数的渐进无偏估计,并利用仿真数据和实测数据进行了检验,验证了推导的正确性。极化SAR中多视图像L分布杂波的统计理论对极化SAR目标检测、识别等领域的新技术研究具有一定的理论指导意义。     

基于极化SAR的城市建筑物提取

城市建筑物信息与人类的生存息息相关,建筑物信息的提取在很多社会领域和科学领域都有着非常重要的意义。全极化SAR影像比单极化SAR影像所包含的信息量丰富的多,为了保证建筑物提取精度,本文利用全极化SAR影像提取城市建筑物信息。将经典的H/α/A-Wishart分类方法引入建筑物提取的研究中,不仅快捷简便,且能保证提取精度。选择一景极化SAR影像进行实验,由于实验数据自身的质量以及研究区域建筑物分布问题都对建筑物提取造成困难,尽管如此,利用该方法仍然保证了一定的建筑物提取精度。     

宽带全极化雷达目标HRRP极化特征提取与优选

充分有效地利用全极化雷达目标HRRP极化信息是雷达目标特征提取领域一个热点问题．文中主要研究了宽带全极化雷达目标HRRP的三类极化特征的提取与优选：（1）将SAR领域常用的熵特征引入全极化HRRP中,分析了反映目标HRRP散射随机性的熵特征;（2）根据目标散射矩阵相似性参数理论,定义了目标HRRP与6种标准体散射矩阵相似性参数概率形式描述,并将其作为特征,这类特征反映了目标的物理结构特性;（3）提出了反映目标散射能量特性的Mueller矩阵相似性参数特征,并且证明了该参数特征的旋转不变性．这几类特征具有明确的物理意义．采用飞机目标多个姿态的实测数据进行了特征有效性验证和特征优选,并利用优选后的特征组成特征矢量对飞机目标识别,实验结果表明,提出的HRRP极化特征具有良好的稳健性和可分性．     

Retrieving dry snow density with SIR-C polarimetric SAR data

For a given incidence angle at the snow surface, a greater snow density causes a greater change in the incidence angle at the snow-ground interface; for a given snow density, however, a larger incidence angle at the snow surface results in a greater change in the refractive angle in the snow layer, by comparing the difference of incidence angle at the snow-ground interface and the air-snow interface with different snow density. Algorithm for estimating dry snow density used backscattering measurements with polarimetric SAR at L-band frequency is developed based on simulation of the surface backscattering componentsσ ^g _hh andσ ^g _vv using the IEM model and regression analysis. The comparison of the estimated snow density from SAR L-band images with that from field measurements during the SIR-C/X-SAR overpass shows root means square error of 0.050 g/cm³. It shows that this algorithm can be accurately used to estimate dry snow density distribution.     

GMS红外通道实时资料遥感海冰的研究

利用１９９４年１，２月的ＧＭＳ－４的红外亮温和可见光反照率资料，以辽江湾海冰为对象，得到了海冰参数的提以方法和冰厚遥感数字分布。根据冰水物理特性的差异，建立了冰水识别的判据，发现用亮温可以较好地识别冰水，由此和到了冰水区分的亮温疮阀值。     

Tests and Numerical Simulation of Aerodynamic Characteristics of Airfoils for General Aviation Applications

This paper was to validate the effects of airfoil thickness ratio on the characteristics of a family of airfoils. Research was carried out in different ways. First, tests were conducted in the wind tunnel. And numerical simulation was performed on the basis of tests. Results from calculation were consistent with tests, indicating that numerical method could help evaluate characteristics of airfoils. Then the results were confirmed by compared with empirical data. The study also showed that the determining factor of lift is not only the thickness ratio, but the angle of attack, the relative camber and the camber line. The thickness ratio appears to have little effect on lift coefficient at zero angle of attack, since the angle of zero lift is largely determined by the airfoil camber. According to the research, numerical simulation can be used to determine the aerodynamic characteristics of airfoils in different environment such as in the dusty or humid air.     

An overview on SAR measurements of sea surface wind

Studies show that synthetic aperture radar （SAR） has the capability of providing high-resolution （sub-kilometer） sea surface wind fields. This is very useful for applications where knowledge of the sea surface wind at fine scales is crucial. This paper aims to review the latest work on sea surface wind field retrieval using SAR images. As shown, many different approaches have been developed for retrieving wind speed and wind direction. However, much more work will be required to fully exploit the SAR data for improving the retrieval accuracy of high-resolution winds and for producing wind products in an operational sense.     

Retrieval of ocean surface wind stress and drag coefficient from spaceborne SAR

A model for retrieval of wind stress and drag coefficient on the sea surface with the data measured by spacebome synthetic aperture radar (SAR) has been developed based on the SAR imaging mechanisms of ocean surface capillary waves and short gravity waves. This model consists of radiometric calibration, wind speed retrieval and wind stress and drag coefficient calculation. A Radarsat SAR image has been used to calculate wind stress and drag coeffi cient. Good results have been achieved.     

一动一静双基地SAR动目标检测方法研究

针对一动一静双基地合成孔径雷达(SAR)系统,提出了一种多通道双基地SAR动目标检测与速度估计方法;并且在杂波对消后利用目标幅度或相位信息,得到了运动目标径向速度和位置偏移量估计的解析表达式.仿真中利用卫星平台作为发射机、平流层飞艇平台作为接收机,验证了算法的正确性.     

Detection of weak ship signals with the optimization of polarimetric contrast enhancement

An optimization of polarimetric contrast enhancement method is proposed to detect ships with low ship-to-clutter power ratio. The received power is calculated with Kennaugh matrix and an iterative algorithm is adopted to get the optimal polarimetric states. The optimization method depresses the power of ocean clutter and increases the power of ship signal. With the double effects, the contrast of ship to ocean is dramatically increased. Thus small ship or weak signals of low ship-to-ocean power ratio can easily be detected. Ship signals can be distinguished from speckle noise using the different variation trend after optimization, and thus the threshold problem can be avoided. Moreover, the analyses of different ship's Kennaugh matrices give two implications. One is that the results are affected little by choosing different Kennaugh matrices of ships with strong intensity from Synthetic Aperture Radar (SAR) images. The other is that ship's Kennaugh matrix chosen from real SAR images is more favorable than that of ideal scattering. Finally, the optimization results are confirmed by polarimetric scattering angle and co-polarization phase difference.     

基于Meanshift和图割的极化特征图像分类

图割法对极化SAR图像能达到很好的分类效果,但由于极化SAR数据比较庞大,直接用图割法进行分类,计算量太大,所以本文提出一种改进图割模型的分类方法．首先利用自适应的Meanshift算法结合多个极化特征把图像分成若干个同质区域,以这些同质区域的加权平均值作为超像素构建图模型,最后用图割法修正Meanshift过分割来得到最终的分类．实验证明该算法不仅在分类精度上有所提高,而且在速度上更能达到实时性的要求．     

极化干涉合成孔径雷达技术发展与应用

极化干涉SAR技术是近年SAR遥感领域内的研究热点.本文首先概述了极化干涉SAR技术基本理论,并总结了目前极化干涉SAR技术的应用现状;然后在详细介绍国外ALOS-PALSAR、TerraSAR-X和RADARSAT-2三个典型星载极化SAR系统的基础上,分析了极化干涉SAR技术的应用前景.