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1、丫8 4 2 7 4 6E n v i s a t A S A R数据处理及其在农林资源监测上的应用中文摘要合 成孔 径 雷达( S y n t h e t i c A p e r tu r e R a d a r - S A R ) 是一 种高 分 辨率 成像雷达， 具 有 全 天时、 全天候的特点， 是我国南方理想的空间数据获取手段。 E n v i s a t A S A R是目 前世界上最先进的合成孔径雷达传感器，具有多极化、多入射角和多模式成像的新特点，具有广阔的应用前景。本文在对农业和森林资源的微波遥感机理进行分析的基础上，探讨了新型雷达数据 A S A R的图像处理方法及在农业、
2、林业资源监测上的应用。主要的研究内容如下:( 1 ) A S A R数据预处理方法研究， 包括辐射定标、 几何校正和斑点噪声的去除。预处理效果直接影响到后期雷达数据应用的可靠性和准确度， 本论文基于己有的图像处理软件所提供的功能，探讨较佳的 A S A R数据处理方法。研究表明在非平坦地区必须经过D E M正射校正，正射校正时利用D E M模拟雷达影像有助于山区控制点的选择; 利用多参数雷达合成影像时， 影像间的配准十分重要， 利用自 动配准技术不仅 配准精度高，而且自 动化程度高;文中采用多通道滤波方法对多时相合成的 A S A R影像进行斑点噪声的去除，很好地保持了图像的辐射特性和空间分辨
3、率。( 2 )不同分类方法比较分析。微波成像的 特殊机理，使得雷达图像的分类与光 学遥感有大区别，有必要对不同的分类算法进行比较分析。针对多时相A S A R数据，本文对比分析了传统的监督分类法、 专家分类法和面向对象法等三种方法对目 标地物的识别效果。 结果表明: 面向对象法基于对象分类，目标地物的提取效果较好， 适合于纹理特征丰富的雷达图像专题提取。( 3 ) A S A R在农作物识别上的应用研究。以福州市和漳州市为研究区，利用多 时相 A S A R数据进行水稻和香蕉两种农作物的识别。 水稻的后向 散射特性随时相变化明显， 在第二主成分中信息突出， 时相的选择对于水稻信息提取极其重要，
4、 研究区 水稻生长初期这一时相十分关键;香蕉园地的后向散射特性随时相变化较小，对A S A R数据时相要求较低， 且在第一主成分中 特征明显。 将A S A R的双极化数据均参与分类，有助于水稻和香蕉园地信息的提取。( 4 ) A S A R在沿海防护林提取上的 应用研究。 研究区森林资源的后向 散射 特性 随时相变化甚微，利用双极化数据进行监测比多时相数据效果更佳。( 5 ) 不同雷达数据在农林资源提取上的对比研究。 对E n v i s a t A S A R , E R S - 1 S A R 和J E R S - 1 S A R三种不同雷达影像在农作物和沿海防护林的 提取效果进行比 较
5、。 研究 结果表明， 在农作物监测时选择合适的时相， 三者均能较好进行农作物识别; V V和 V H极化比H H极化更适合于研究区森林类型的 识别。 关 键字: E n v i s a t A S A R ，多极化，多时相， 农 作物识别， 沿海防护林， 面向 对象分类法E n v i s a t A S A R D a t a P r o c e s s i n g a n d i t s Ap p l i c a t i o n i n F o r e s t a n d A g r i c u l t u r e Mo n i t o r i n gAb s t r a c tS y n
6、 t h e t i c A p e rt u r e R a d a r ( S A R ) i s a n t i c i p a t e d t o b e t h e d o m i n a n t h i g h - r e s o l u t i o nr e m o t e s e n s i n g d a t a s o u r c e f o r a g r i c u lt u r a l a p p l i c a t i o n s i n t r o p i c a l a n d s u b t r o p i c a l r e g i o n s d u e
7、t o i t s a l l - w e a t h e r a n d a l l - t i m e i m a g i n g . E n v i s a t - 1 A S A R i s t h e m o s t a d v a n c e d s a t e l l i t er a d a r - i m a g in g i n s t r u m e n t , it s i m p o rt a n t n e w c a p a b i l it i e s i n c l u d e b e a m s t e e r i n g f o ra c q u i r
8、i n g i m a g e s w i t h d i ff e r e n t i n c i d e n c e a n g l e s , d u e l p o l a r i z a t i o n a n d w i d e s w a t hc o v e r a g e . S o i t h as g o o d a p p l i c a t i o n p r o s p e c t . B a s e d o n t h e m e c h a n i s m o f m i c r o w a v er e m o t e s e n s i n g i n a
9、g r i c u l t u r e a n d f o r e s t , t h i s a r t i c l e d i s c u s s e s E n v i s a t - 1 A S A R d a t ap r e p r o c e s s i n g m e t h o d a n d t h e p o t e n t i a l a b i l i t i e s o f i t s a p p l i c a t i o n . T h e m a i n c o n t e n t o f t h i sp a p e r i s a s f o l l o
10、w s .l . T h e m e t h o d r e s e a r c h o f E n v i s a t - 1 A S A R d a t a p r e p r o c e s s i n g i n c l u d e s r a d i o m e t r i c c a l i b r a t i o n , g e o m e t r i c a l c o r r e c t i o n a n d s p e c k l e r e d u c t i o n . T h e q u a l i t y o f p r e p r o c e s s i n g
11、 i si m p o r t a n t f o r t h e a p p l i c a t i o n s r e l i a b i l i t y a n d a c c u r a c y . T h e p r e p r o c e s s i n g s t u d y i s b a s e do n e x i s t i n g c o m m e r c i a l s o f t w a r e . D E M i s n e c e s s a r y i n t h e g e o m e t r i c a l c o r r e c t i o n o f
12、n o n - fl a t a r e a . S A R s i m u l a t i o n i s h e l p f u l t o t h e s e l e c t i o n o f G C P s i n h i l l e d a r e a . F o r h i g ha c c u r a c y o f le s s t h a n o n e p i x e l , a u t o - r e g i s t r a t i o n t e c h n i q u e w a s a d o p t e d . Mu l t i - c h a n n e lf
13、 i l t e r i n g c a n b e c a r r i e d o u t i n a n o p t i m a l w a y , w h i c h m i n i m i z e s s p e c k l e w h i l e p r e s e r v i n gt h e r a d i o m e t ry a n d s p a t i a l re s o l u t i o n o f t h e i n d i v i d u a l c h a n n e l s .2 . C o m p a r i s o n o f t h e d i ff
14、e r e n t c l as s i fi c a t i o n m e a n s . S A R d a t a c l a s s i f i c a t i o n i s q u i t ed i ff e r e n t f r o m o p t i c a l im a g e s b e c a u s e o f t h e s p e c i a l i m a g i n g m e c h a n i s m . T h r e e m e t h o d sa r e c o m p a r e d , i n c l u d i n g t r a d i
15、t i o n a l s u p e r v i s e d c l a s s i fi c a t i o n , e x p e rt c l a s s i fi c a t i o n a n d o b j e c t o r i e n t e d c l a s s i f i c a t i o n . T h e o b j e c t o r i e n t e d c l as s i f i c a t i o n i s t h e b e s t f o r S A R i m a g e s .3 . R e s e a r c h o f E n v i s
16、 a t - 1 A S A R d a t a a p p l i c a t i o n i n a g r i c u l t u r e . M u l t i - t e m p o r a l A S A Rd a t a a r e u s e d t o i d e n t i f y r i c e a n d b a n a n a in t h e c i t y o f Z h a g n z h o u a n d F u z h o u . T h e b a c k s c a tt e r i n g c h a r a c t e r i s t i c s o f r i c e c h a n g e s h a r p l y w i t h d i ff e r e n t t e m p o r a l . T h e e a r l ys t a g e o f d e v e l o p m e n t i s i m p o r t a n t f o r r i c e c l a s s i f i c a t i o n i
