全极化SAR数据信息提取研究

全极化SAR(Synthetic Aperture Radar)测量的是每一像元的全散射矩阵,可合成包括线性极化、圆极化及椭圆极化在内的多种极化图像。因此与常规的单极化和多极化SAR相比,在雷达目标探测、识别、纹理特征的提取等方面全极化SAR具有很多优点。基于新疆和田地区的SIR-C L波段全极化雷达数据,介绍了极化合成的基本原理和数据处理流程,分析了几种典型地物全极化信号的特点,并在此基础上用监督分类法进行了全极化SAR数据的信息提取。结果表明:全极化SAR数据比单极化和多极化SAR数据具有更高的分类精度,并有效地的提取出地表信息,为利用SAR数据反演地表参数打下了基础。     

利用POLSAR数据探索极化相关系数在居民地提取中的作用

利用渭南地区ALOS-PALSAR极化数据,探索右旋-左旋圆极化相关系数|ρ_rrll|、水平-垂直线性极化相关系数|ρ_hhvv|以及规范化的圆极化相关系数|ρ_rrll|/|ρ₀|在城市及乡镇居民地提取中的应用潜力。研究证明:① |ρ_rrll|是提取城镇居民地信息的重要参数,但对于个别非居民地地区（文中的渭河河滩地区）,|ρ_rrll|无法将其与居民地区分,结合|ρ_hhvv|与|ρ_rrll|能够增加居民地的识别能力,提高居民地的提取精度;     

基于目标分解理论的全极化SAR图像神经网络分类方法

由于全极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar)能够测量每一观测目标的全散射矩阵，即可合成包括线性极化、圆极化及椭圆极化在内的多种极化图像，因此与常规的单极化和多极化SAR相比，在雷达目标探测、识别，纹理特征和几何参数的提取等方面，全极化SAR均具有很多优点，但是由于地物分布的复杂性往往造成不同地物具有相似的后向散射信号特征，因而加大了地物信息提取的难度。同时由于这些极化合成图像具有较高的相关性，从而导致了图像分类精度的降低。为了提高全极化SAR图像的分类精度，基于新疆和田地区的SIR-CL波段全极化雷达数据，利用目标分解理论首先将地物回波的复杂散射过程分解为几种互不相关的单一的散射分量。由于这些单一的散射分量都对应于具有不同物理和几何特征以及分布特征的地物，从而提供了更加丰富的地表覆盖信息，这样就很大程度地改善了地物信息的分类精度；然后利用分解后单一散射分量数据结合传统的极化合成数据，可以得到更多的互不相关的数据源，再使用神经网络分类法对这些数据进行分类。分类结果表明，这种方法大幅度提高了全极化SAR数据用于实验区土地覆盖分类的精度。这种分类方法也可以广泛地用于SAR数据地表覆盖和土地利用动态监测和地表参数的提取。     

极化合成孔径雷达相干斑抑制极化信息保持能力定量评估

针对采用极化特征图主观评估PolSAR相干斑抑制算法的极化信息保持能力存在一定的不足,提出了一种基于极化特征图相关系数的相干斑抑制效果评估方法.该方法实现了对PolSAR相干斑抑制算法极化信息保持能力的定量评估,能够更为精确地反映不同滤波器及滤波参数变化对PolSAR散射特性的影响.仿真数据和实测ESAR数据的相干斑抑制效果评估实验,验证了该方法的有效性.     

基于SAR数据的干旱区冲积扇地表粗糙度反演

干旱区冲积扇的表面特征是研究古气候、古环境变化的重要途径,冲积扇扇面粗糙度是反映冲积扇演化的重要指示。合成孔径雷达(SAR)已成为冲积扇扇面特征参数提取的有力工具。然而,现有的地表粗糙度反演模型在干旱区难以得到较好的反演结果。利用Radarsat-2极化数据,开展了疏勒河冲积扇地表粗糙度反演研究,在OH模型的基础上,提出了更加适合干旱区地表粗糙度反演的新方法。经过实测数据的验证,新方法能够解决原有模型在干旱区粗糙度反演结果偏大的问题,并取得了较好的反演结果。该模型的提出为干旱区冲积扇表面参数提取提供了可靠的工具。     

极化SAR建筑物震害信息识别研究方法综述

合成孔径雷达具有全天候、全天时的对地观测优势,全极化合成孔径雷达（PolSAR）能够同时获取4种极化信息,利用PolSAR在震后进行震害评估具有及时性和准确性的优势。首先概述了PolSAR的发展状况及其在建筑物震害信息提取中的应用;其次,基于不同数据类型（多时相数据、多源数据、单时相数据）,概述了近10 a来 PolSAR数据在建筑物震害提取中的应用及其对比分析;然后,从极化分解方法、极化特征以及纹理特征3个方面对PolSAR数据的建筑物震害提取方法进行了详细阐述;最后,提出未来研究工作的设想,以期结合地理信息数据POI补充PolSAR在震害评估精度方面的不足。     

极化散射与SAR 遥感信息获取

合成孔径雷达(SAR ) 对地观测与成像技术是近20 年来空间微波遥感技术最重要的进展。JPL 的SIR-C SAR 与加拿大Radarsat SAR-2 等星载或机载SAR 的全极化散射测量提出了自然地表全极化散射信息获取与处理的关键性科学问题。充分理解自然地表极化散射特性, 进而发展自然地表特征信息的分类、识别和反演算法是SAR 遥感应用的关键问题。近年来, 对于极化SAR 遥感已有广泛的研究。自然地表全极化散射的数值建模与M ueller 矩阵模拟解、相干矩阵及其特征值分析、信息熵等都有了研究与应用。但是, 如何将SAR 图像相干矩阵特征值和信息熵的全极化散射测量与自然地表特征参数直接关联, 并由此发展地表的分类、识别与参数反演等信息获取与处理还有待于大量的研究。本文将论述我们在SAR 全极化散射理论与应用的若干研究进展。第一个问题是如何将SAR 图像相干矩阵特征值和信息熵与同极化、交叉极化后向散射系数的测量直接关联, 与M ueller 矩阵解一起研究地表的分类与识别。第二个问题是如何有全极化散射测量反演地面数字程(DEM )。第三个问题是如何利用多时相SAR 遥感识别、获取与评估地面特征时间上的变化。     

极化分解技术在估算植被覆盖地区土壤水分变化中的应用

地表植被覆盖是影响雷达遥感估算土壤水分的主要因素之一。本文探讨了将极化分解技术与植被覆盖地区的一阶散射模型结合估算土壤水分变化的方法。雷达数据经极化目标分解技术分解后得到的双次散射项和一阶植被散射模型的植被-地表的双次散射项一一对应，再利用多时相雷达数据消除植被层后向散射的影响，从而估算出地表土壤水分变化量。最后应用全极化机载雷达数据（AirSAR）对该方法进行了检验，结果表明该方法能够较好的估算植被覆盖地表的土壤水分变化。     

基于极化合成的目标分类算法

极化合成是极化SAR图像处理的一种重要方法,它能在成像处理后,利用已获得的Sinclair矩阵重新生成任意极化方式下的雷达接收功率图像,并能通过选取收发天线极化状态相同或正交,分别得到描述目标散射特性的共极化特征图和交叉极化特征图。根据极化合成理论和极化特征图的概念,可以获取目标的最佳极化。将其作为分类器的输入特征量,提出了一种基于极化合成的目标分类算法,并对实测极化SAR数据进行了分类实验。结果表明,该算法对于从极化SAR数据中获取目标的最佳极化,进而对目标进行分类是可行和有效的。     

基于对象的合成孔径雷达影像极化分解方法

面向对象方法已成为全极化合成孔径雷达（SAR）影像处理的常用方法,但是极化分解仍以组成对象的像素为计算单元,针对以像素为单位的极化分解效率低的问题,提出一种面向对象的极化分解方法。通过散射相似性系数加权迭代,获得对象的极化表征矩阵并对其收敛性进行了分析,以对象极化表征矩阵的极化分解代替对象区域内所有像素的分解,提高极化特征获取效率。在此基础上,综合影像对象空间特征,并通过特征选择与支持向量机(SVM)分类进行分析和评价。通过AIRSAR Flevoland影像数据实验表明,面向对象的分解方法能够减少对象极化特征提取的时间,同时提高地物目标的分类精度。相对于监督Wishart方法,提出方法的总体精度和Kappa值分别提高了17%和20%。     

基于互测BGM的系统级故障诊断集团算法

本文提出了基于互测BGM故障模型的系统级故障诊断集团算法的理论,定义了绝对故障和最终诊断图,由此能找到所有基于互测BGM故障模型的相容故障模式,即使不满足t 可诊断性,也大大减少了系统级故障诊断的复杂度,尤其是对强t 可诊断系统。     

Automated alluvial fan discrimination,Quaternary fault identification,and the distribution of tectonically reactivated crust in the Gobi Altai region,southern Mongolia

In this study, we demonstrate the utility of SRTM topographic data as a tool for mapping alluvial fans and documenting the distribution of tectonically reactivated crust in the Gobi Altai region of southern Mongolia. The topographic data clearly reveal three diagnostic indicators of crustal reactivation: visible fault scarps, sharply defined faulted mountain fronts, and alluvial fan complexes adjacent to steep mountain fronts. These three variables are combined to produce a new surface tectonic activity map of the region. By selecting terrain with slope thresholds between 1 and 8° and then applying a topographic roughness filter, alluvial fan complexes are automatically discriminated and mapped throughout the region for the first time. This allows clear identification of Quaternary uplifted regions (and associated thrust faults) and the distribution of clastic basins which have experienced a two‐stage history: Mesozoic rifting and Late Cenozoic alluvial sedimentation. By analysing mountain front sinuosity and alluvial fan topographic roughness, the tectonic activity of individual mountain fronts is quantitatively compared and ranked. Most ranges are upthrust fault blocks with outward directed thrusts and bajadas bounding their N‐NE and S‐SW fronts. The spatial distribution of youthful mountain ranges, flanking fan complexes, and Quaternary thrust and strike‐slip faults is consistent with ongoing sinistral transpressional crustal reactivation throughout the region.     

元胞自动机交通流NS模型相图研究

基于开放边界条件下元胞自动机交通流NS模型,模拟入口概率[α]、出口概率[β]、车辆最大速度[Vmax]以及随机慢化概率[ρ]对系统流量[J]的影响,根据不同流相中流量[J]的变化规律,建立NS模型的相图。结果表明,车辆最大速度在一定范围内的增加能提高系统流量,车辆的随机慢化概率在小于临界随机慢化概率[ρc]时,不会对系统流量造成影响,而超过[ρc]时,随机慢化概率越大,对系统流量的反作用越明显。[Vmax]和[ρ]决定系统相图。当[Vmax=5],[ρ<ρc]时,系统相图只由自由流相和堵塞流相构成,自由流相和堵塞流相被一条曲线分开;[ρ>ρc]时,最大流相出现,最大流相区域随着[ρ]增大而增加。     

公路隧道射流风机通风效果优化研究

以公路隧道射流风机通风效果为研究对象,综合分析影响射流风机纵向通风效果的各项因素,利用计算流体动力学（CFD）理论,对射流风机的安装高度、风机轴线与隧道轴线之间的夹角进行优化仿真分析。以1120型风机为例通过隧道三维建模技术Solidworks进行效果优化仿真,得到最优安装高度及夹角,达到了公路隧道射流风机通风效果的优化。仿真结果表明射流风机的安装高度与射流角度对通风效果的影响趋势呈抛物线特征,存在一个最优的射流风机安装高度和风机轴线与隧道轴线的夹角,为公路隧道通风设计提供了科学依据。     

基于K-means算法的轨迹数据热点挖掘算法

针对渔船轨迹数据具有时间序列性、数量大的特点,提出一种轨迹热点挖掘算法。该算法克服了K-means算法在渔船轨迹数据上无法捕捉热点分布的缺点。其主要的思想是：首先使用时间维度来处理数据,以置信度和KL散度作为衡量所选取数据的可靠性、正确性依据,从大量的轨迹数据中选取信息含量较高的数据,然后使用K-means聚类算法进行数据的聚类。本文所提出的算法只需要设定显著水平参数a和时间间隔T,算法本身就可通过时间维度处理数据的方法自主完成数据的选择以及置信度、KL散度的计算,并引入聚类有效性度量的方法,使K-means通过自我寻找K值来实现热点挖掘的整个过程。在渔船轨迹数据上进行本文算法与K-means算法的对比实验和数据热力图的参照实验,结果显示本文所提的算法在寻找轨迹数据热点上有优越性和正确性。     

基于自适应t分布混合变异的人工萤火虫算法

针对人工萤火虫（AGSO）算法中存在一些漫无目的随机运动的萤火虫及一些萤火虫在非全局极值点出现严重聚集时,收敛速度降低,甚至陷入局部极值的问题,提出一种基于自适应t分布混合变异的人工萤火虫算法。用自适应t分布变异和最优调教变异来增强种群的多样性,限制算法陷入局部最优;定义了变异控制因子对变异的运行进行控制,结合历史状态信息给出了自适应t分布混合变异描述。该变异方法能使算法同时提高全局探索能力和局部开发能力。通过典型函数算例和实际应用算例实验结果表明,该算法是可行有效的,比传统算法具有较快的寻优速度和较高的寻优精度。     

Faster pairing computation on genus 2 hyperelliptic curves

In this paper, new efficient pairings on genus 2 hyperelliptic curves of the form C:y²=x⁵+ax with embedding degree k satisfying 4|k are constructed, that is an improvement for the results of Fan et al. (2008) [10]. Then a variant of Miller?s algorithm is given to compute our pairings. In this algorithm, we just need to evaluate the Miller function at two divisors for each loop iteration. However, Fan et al. had to compute the Miller function at four divisors. Moreover, compared with Fan et al.?s algorithm, the exponentiation calculation is simplified. We finally analyze the computational complexity of our pairings, which shows that our algorithm can save 2036m operations in the base field or be 34.1% faster than Fan et al.?s algorithm. The experimental result shows that our pairing can achieve a better performance.     

基于CBERS数据的农区水体透明度遥感模型研究

以南京溧水县为研究区,以溧水县农区水体为研究对象,利用免费的CBERS的CCD数据和同步监测的农区水体透明度实测数据,结合灰色系统理论进行灰色关联度分析,选取关联度最大的波段组合（b3/b1）作为建模因子,建立农区水体透明度的遥感定量监测模型,探讨农区水体透明度与CBERS影像各波段的相关性。最后应用该模型监测2007年7月30日溧水县的农区水体,监测结果较客观反映了水体透明度的真实分布情况。结果表明：农区水体透明度与CBERS 1、3波段有最好的相关性,所建的农区水体透明度遥感定量监测模型为y=-15 529x3+53 244x2-60 600x+22 938,x=b3/b1（R2=0.92,F=15.26,P=0.01）,模型的检验精度较高,已符合建模要求;利用CBERS数据进行农区水体透明度监测具有重要的现实意义和应用前景。