ＳＡＲ图象的散射模拟和地表分类的特征值分析.pdfVIP

SAR图象的散射模拟 _f，pi与地表分类的特征值分析 张南雄，金亚秋 (复旦大学波散射和遥疼中心，电子工程系，上海200433) ac．cn Email：yqiin@fudan SAP,图象中植被．水域、建筑人造目 阵，讨论了相干矩阵的特征值分析方法．用特征值和熵研究了SIR-C 标等区分识别的方=；击． 关键宇SAR，Mueller矩阵，相干矩阵，特征值和熵 1．引 言 近二十年来，星载微波遥感的发展，如SAR、ERS等空间遥感计划．有力地促进了遥感理 论模型、数据标定验证、图象信息分析提取、特征参数反演的研究。为模拟地表植被全极化 散射，以应用于P，L，C,X波段SAR成象技术，本文用随机取向非球形粒子(如叶，茎，枝) Stokes参数是耦合的。由此．得到SAR对地观测的全极化散射的数值模拟。进一步地，由 Mueller矩阵构造的相干矩阵，其特征值和熵的信息与散射介质的散射机制及散射元随机程度 有关}lI，用来了解地表背景复杂的散射机制。作为一个应用，本文用航天飞机SIR—C在中国香 港观测的SAR图象讨论了特征值与熵的有关问题。 2．Rayleigh—Gans近似的散射振幅函数和Mueller矩阵解 ，植被层的电磁散射可用一层随机取向的非球型粒子来模拟 Ⅱr子、枝和树干分别模拟 为盘、针和圆柱散射体。其散射振幅函数定义为 阱字匕。H锗两 由波动方程·散射场写为 妇I2 (2) 巨(i)=}兰f(Off，+‘，‘，)．(5。一1)瓦(一)e-驴护 7 ’4：o 其中极化矢量々，￡分别被定义为‘=；×￡佃×面和；=‘×￡，E，。是散射体的内场，下标S，i 分别表示敞射和入射。对于低频入射波(如P，L)．粒子的电尺jr 子，可以应用一般的Raylei曲．Gans(GRG)近似。这样，非球型粒子的散射场可写成 (3) 面。(；)=一et。-ik2(‰一1)(瞩+纸)．五．Ef扩el{E一护 其中百。是与粒子的尺寸、形状及空问取向等有关的函数。而敞射元内部散射相干项 ·345· J ∥o【s，kl，n，)§二V 。口Y。 函数 树干的散射用有限长圆柱来计算，其内场Eh用无限长圆柱体的内场近似。具体推导参 考文献【3】。 全极化散射Stokes矢量Mueller矩阵解由辐射传输方程和边界条件求解，写成 ‘(口，≯)=^“只藏Jr一吼，九)·‘ (6) 系综平均c厶厶·，可用来构造非对角消光矩阵x。，用非对角消光矩阵r。和后向敬射的系 极化、交叉极化后向散射的数值模拟解．及其与植被层高、叶子疏密和下垫地表等物理参 量的定量函数关系。 2．相干矩阵及其特征值分析方法 的关系似无明确的物理解释。由Muellcr矩阵霸可构造相干矩阵苞141 M“。=∑∑÷n(仉m仉仉)lq。 (7) ¨” 删‘ 且B‘一C+叫AD+ 删+肋+口C+一f日D+ 吞：』 (8)