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第1章 极化雷达成像概论1

1.1极化雷达成像简史1

1.1.1引言1

1.1.2成像雷达的发展概况2

1.1.3极化雷达成像的发展概况2

1.1.4极化雷达成像教学4

1.2合成孔径雷达成像概述4

1.2.1引言4

1.2.2 SAR成像几何构型5

1.2.3 SAR空间分辨率6

1.2.4 SAR图像处理7

1.2.5 SAR复数图像8

1.3机载和星载极化SAR系统10

1.3.1引言10

1.3.2机载极化SAR系统11

1.3.3星载极化SAR系统14

1.4内容概要17

参考文献21

第2章 矢量电磁波与极化表征23

2.1单色平面电磁波23

2.1.1波动方程23

2.1.2单色平面波解23

2.2极化椭圆26

2.3琼斯矢量27

2.3.1定义27

2.3.2特殊酉群SU（2）28

2.3.3正交极化状态与极化基29

2.3.4极化基变换30

2.4斯托克斯矢量32

2.4.1平面波矢量的实数表示方法32

2.4.2特殊酉群0（3）34

2.5电磁波协方差矩阵34

2.5.1电磁波极化度35

2.5.2电磁波各向异性和电磁波熵36

2.5.3部分极化电磁波的二分量分解理论36

参考文献37

第3章 电磁矢量散射算子39

3.1 Sinclair极化后向散射矩阵S39

3.1.1雷达方程39

3.1.2散射矩阵41

3.1.3散射坐标系45

3.2目标散射矢量k与Ω46

3.2.1引言46

3.2.2双站散射体制46

3.2.3单站后向散射体制47

3.3极化相干矩阵T与极化协方差矩阵C48

3.3.1引言48

3.3.2双站散射体制48

3.3.3单站后向散射体制49

3.3.4散射对称性50

3.3.5特征矢量/特征值分解53

3.4极化Mueller矩阵M和Kennaugh矩阵K54

3.4.1引言54

3.4.2单站后向散射体制54

3.4.3双站散射体制57

3.5极化基变换59

3.5.1单站后向散射矩阵S59

3.5.2极化相干矩阵T61

3.5.3极化协方差矩阵C62

3.5.4极化Kennaugh矩阵K62

3.6目标的极化特征63

3.6.1引言63

3.6.2目标的特征极化状态64

3.6.3 Sinclair矩阵S的对角化65

3.6.4标准散射机制67

参考文献71

第4章 极化SAR相干斑统计特性74

4.1 SAR图像相干斑的基本性质74

4.1.1相干斑的形成74

4.1.2瑞利相干斑模型75

4.2多视SAR图像相干斑统计特性77

4.3纹理模型和K分布79

4.3.1归一化多视强度图像的K分布79

4.3.2归一化多视幅度图像的K分布80

4.4相干斑的空间相关效应80

4.4.1等效视数81

4.5极化和干涉SAR相干斑统计特性81

4.5.1复高斯分布与复Wishart分布82

4.5.2极化SAR数据的蒙特卡罗仿真83

4.5.3仿真方法验证84

4.5.4复相关系数84

4.6单视和多视极化SAR数据的相位差分布85

4.6.1相位差分布的另一形式87

4.7多视乘积分布88

4.8多视强度联合分布89

4.9多视强度比和幅度比分布90

4.10多视概率密度函数的实验验证91

4.11多视极化数据的K分布97

4.12小结100

附录4.A100

附录4.B101

附录4.C103

附录4.D103

参考文献104

第5章 极化SAR相干斑滤波106

5.1 SAR图像相干斑滤波介绍106

5.1.1 SAR相干斑噪声模型106

5.2单极化SAR相干斑滤波109

5.2.1最小均方误差滤波器110

5.2.2基于边界对齐窗的相干斑滤波：精改的Lee滤波器111

5.3多极化SAR相干斑滤波算法回顾114

5.3.1极化白化滤波器114

5.3.2多视极化SAR数据的PWF推广115

5.3.3最优加权滤波器116

5.3.4矢量相干斑滤波器117

5.4极化SAR相干斑滤波118

5.4.1极化SAR相干斑滤波准则119

5.4.2精改的Lee极化SAR相干斑滤波119

5.4.3基于区域生长技术的极化SAR相干斑滤波122

5.5基于散射模型的极化SAR相干斑滤波123

5.5.1演示验证和评估126

5.5.2降斑效果126

5.5.3主要散射机制的保持效果127

5.5.4单一散射目标特征的保持效果129

参考文献130

第6章 极化目标分解理论133

6.1引言133

6.2基于Kennaugh矩阵K的二分量分解135

6.2.1基于现象的Huynen分解135

6.2.2 Bartes-Holm分解138

6.2.3 Yang分解141

6.2.4目标的二分量分解问题143

6.3基于特征矢量的目标极化分解144

6.3.1 Cloude分解145

6.3.2 Holm分解147

6.3.3 van Zyl分解148

6.4基于散射模型的目标极化分解149

6.4.1 Freeman Durden三分量分解149

6.4.2 Yamaguchi四分量分解154

6.4.3 Freeman二分量分解158

6.5相干分解160

6.5.1引言160

6.5.2 Pauli分解160

6.5.3 Krogager分解161

6.5.4 Cameron分解163

6.5.5球坐标分解167

参考文献168

第7章H/A/α极化分解理论171

7.1引言171

7.2单一散射目标情况171

7.3随机媒质散射的概率模型172

7.4旋转不变性174

7.5极化散射参数α175

7.6极化散射熵（H）177

7.7极化散射各向异性度（A）177

7.8三维H/A/α分类空间179

7.9基于特征值的新参数184

7.9.1 SERD和DERD参数185

7.9.2香农熵187

7.9.3基于特征值的其他参数188

7.10相干斑滤波对H/A/α的影响192

7.10.1极化熵（H）参数193

7.10.2各向异性度（A）参数193

7.10.3平均α角（α）参数196

7.10.4 H/A/α的估计偏差196

参考文献197

第8章 极化 SAR地物与土地利用分类199

8.1引言199

8.2基于复高斯分布的最大似然分类器199

8.3针对多视极化SAR数据的复Wishart分类器200

8.4 Wishart距离度量特征201

8.5基于Wishart距离度量的监督分类203

8.6基于散射机理和Wishart分类器的非监督分类205

8.6.1实验结果207

8.6.2改进的H/A/α Wishart分类器209

8.7基于散射模型的非监督分类211

8.7.1实验结果213

8.7.2讨论217

8.8分类能力的定量比较：全极化SAR、双极化SAR与单极化 SAR217

8.8.1基于最大似然分类器的监督分类评估218

参考文献223

第9章 极化干涉SAR森林制图与分类225

9.1引言225

9.2极化干涉SAR的散射表征229

9.2.1极化干涉相干矩阵T6229

9.2.2极化干涉复相干性230

9.2.3极化干涉相干最优232

9.2.4极化干涉SAR数据统计特性234

9.3森林制图与森林分类235

9.3.1森林区域分割235

9.3.2体散射类型地物的非监督极化干涉SAR分类235

9.3.3极化干涉SAR森林监督分类238

附录9.A计算最优干涉相干系数对的统计量239

参考文献240

第10章 极化SAR应用示例242

10.1人造建筑物极化特征分析242

10.1.1斜距向多次反射回波243

10.1.2在建桥梁的极化特征243

10.1.3桥梁建成后的极化特征247

10.1.4小结249

10.2极化方向角估计及其应用249

10.2.1雷达几何和极化方向角250

10.2.2圆极化协方差矩阵251

10.2.3圆极化算法252

10.2.4讨论255

10.2.5方向角偏移应用256

10.3极化SAR海洋表面遥感259

10.3.1冷水界面检测259

10.3.2海洋表面坡度测量259

10.3.3定向海浪坡度谱测量261

10.4电离层法拉第旋转估计264

10.4.1法拉第旋转估计264

10.4.2 ALOS PALSAR数据的法拉第旋转角估计265

10.5极化干涉SAR在森林高度估计中的应用268

10.5.1相干性估计的相关问题268

10.5.2自适应的极化干涉相干斑滤波算法269

10.5.3利用Glen Affric地区ESAR数据的极化干涉实验269

10.6非平稳自然媒质极化SAR数据的二维时频分析272

10.6.1引言272

10.6.2 SAR数据时频分析原理272

10.6.3非平稳媒介极化SAR响应离散时频分解274

10.6.4非平稳媒质检测和分析279

参考文献282

附录A埃尔米特矩阵的本征特性285

附录B PoISARpro软件：极化SAR数据处理和教学工具箱289

索引293