基于自适应极化分解技术的灌区麦田土壤墒情反演方法

自微波遥感进入土壤墒情研究领域以来,植被覆盖地表的校正一直是微波遥感反演土壤墒情的热点。针对植被层对雷达微波信号的散射容易造成墒情计算误差等问题,以河南焦作广利灌区为研究区,以灌区内的主要作物冬小麦为研究对象,在离散植被的一阶物理散射模型基础上,使用Sentinel-1A SAR雷达提取后向散射系数,通过自适应极化分解技术即在极小的临近空间内利用最小二乘法求解土壤散射和植被多重散射的最优解,再利用Landsat8数据作为辅助数据提取改进的归一化植被水分指数,采用支持向量机的方法反演土壤墒情。结果表明:基于自适应的后向散射系数与麦田土壤墒情的关系在VV极化模式20 cm深的土壤条件下,相关系数为0.827 8;20 cm深度的土壤墒情与冬小麦的相关性较高,相关系数达到0.819 0;自适应极化分解技术反演土壤墒情均方根误差、平均相对误差分别为1.490 7、0.002 2,水云模型反演土壤墒情均方根误差、平均相对误差分别为1.958 5、-0.242 2,自适应极化分解技术反演效果较为理想。该研究可为小麦覆盖下的灌区土壤墒情的评估提供参考。

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。

心室复极化时程变异的谱分解技术及其临床应用

当今 ,心血管疾病发病率日益增加 ,研究者业已致力于从心电信号中提取对心脏疾病能早期诊断、监护及预后评估有价值的信息。心室肌发生病变时 ,心室复极化时程与RR间期的关系会发生相应变化 ,且具有明显的特征性。因此有必要建立心室复极化时程与RR间期关系的分析方法 ,以便对心室复极化时程的生理机制进一步深入研究 ,并最终为心血管疾病的诊治提供新的无创性的方法。我们利用系统辨识方法建立了心室复极化时程和RR间期系统的动态线性参数模型 ,利用功率谱分解技术把心室复极化时程的功率谱分解成与生理因素有关和与病理因素有关两种成分 ,定量描述心肌细胞的受损程度。我们开展了这方面的临床研究工作 ,分别研究正常人各年龄组间以及正常人 (老年组 )和病人 (老年组 )间相应指标的变化。对缺血性心脏病人的研究结果表明 ,在心室复极化时程变异的功率谱中 ,与病理因素有关的成分显著增大 ;而且反映心脏病人心肌细胞状态不可测因素 (病理因素 )的有色随机噪声的能量亦显著增大。心室复极化时程与RR间期关系的分析方法 ,具有无创性和可定量性。随着心室复极化时程与RR间期关系研究的不断深入 ,将使评价心血管疾病和功能的无创性方法日臻完善 ,必将对临床心血管疾病的早期诊断、治疗和预后评估等发挥积极?

目标分解技术在植被覆盖条件下土壤水分计算中的应用

目标分解技术利用协方差矩阵的特征值和特征矢量,将极化雷达后向散射测量值分解为单向散射、双向散射和交叉极化散射三个分量,并建立了植被覆盖地表的一阶物理离散散射模型。通过分解的各分量与该模型的比较,建立重轨极化雷达测量数据估算土壤水分的方法。采用Washita’92实验区多时相全极化L波段JPL/AIRSAR图像雷达测量数据,利用分解的散射测量值,我们评估了在同一入射角,单频（L波段）、多路条件下,分解理论在进行土壤水分估计时减小植被影响的能力。结果表明利用目标分解理论和重轨极化雷达数据可以估算植被覆盖区域土壤水分的变化情况。

一种改进的全极化SAR图像MCSM-Wishart非监督分类方法

针对H/Alpha/A-Wishart非监督分类算法存在的未充分提取SAR图像极化信息和分类精度低等问题,引入多分量散射模型(multiple-component scattering model,MCSM)分解,提出了一个适用于全极化SAR图像非监督分类的MCSM-Wishart算法。首先对全极化SAR图像进行MCSM分解,提取体散射、二次散射、螺旋体散射、表面散射和线散射极化信息,采用迭代自组织数据分析技术(iterative self-organizing data analysis technique,ISODATA)的非监督分类算法进行聚类;然后通过基于描述多视协方差矩阵的复Wishart分布的迭代分类得到分类结果。以南京溧水和盐城滨海湿地的ALOS PALSAR图像为研究数据,比较了H/Alpha-Wishart算法、H/Alpha/A-Wishart算法、MCSM-Wishart算法和监督-Wishart算法4种分类方法。研究结果表明,MCSM-Wishart分类算法在效率、总体准确率和Kappa系数等指标上均较原始分类器有一定的提高;将ISODATA聚类算法应用于复Wishart分布的迭代分类器中,可有效提高分类的精度。

针对隐藏目标检测的太赫兹波站开式全极化全息雷达成像实验

将全极化信息引入站开式全息成像系统中,设计了一种频率为0.14GHz的全极化宽带雷达,并基于该系统完成了隐藏目标检测的太赫兹波站开式全极化全息成像实验。利用极化目标分解方法,分析了隐藏目标的低熵极化散射,研究了在不同角度照射下的平均极化散射机制。实验结果表明:在0.14THz频段下,典型衣物材料的遮挡会改变背景杂波的散斑样式,但对强散射回波目标的极化散射影响很小;人造目标的极化散射熵较背景杂波更小;模型手枪的主要散射机理为光滑表面对应的低熵表面散射,其中套筒上的斜纹包含了低熵多次散射,这是该目标交叉极化回波的主要来源。