[发明专利]由森林覆盖下目标参数反演模型获得人造目标信息的方法

权利要求书

1、基于PolInSAR图象的森林覆盖下人造目标参数反演模型获得人造目标信息的方法，其特征在于它由以下步骤实现：

步骤一、输入单基线PolInSAR图象数据：在全极化系统中，由SAR天线一发射电磁波经过目标的散射后，被天线一和天线二同时接收，将从天线一和天线二中接收到的PolInSAR数据通过HH、HV、VH和VV这四个极化通道，输送到计算机中，再经过SAR成像算法得到八幅单基线PolInSAR图象数据，如下所示：

[S1]=Shh1Shv1Svh1Svv1,[S2]=Shh2Shv2Svh2Svv2;]]>

步骤二、形成相干散射矢量：根据互易定理，交叉极化通道HV和VH的数据近似相同，可以利用两个通道数据的平均值，将四维数据转换为三维，再利用Pauli基，得到三维相干散射矢量和

k→1=12[Shh1+Svv1,Shh1-Svv1,2Shv1]T;]]>

k→2=12[Shh2+Svv2,Shh2-Svv2,2Shv2]T]]>

步骤三、计算相干矩阵：根据步骤二中得到的相干散射矢量可以得到相干矩阵T₆：

(T6)=⟨k→1k→2k→1*Tk→2*T⟩=[T11][Ω12][Ω12]*T[T22];]]>

其中

[T11]=⟨k→1k→1*T⟩]]>

[T22]=⟨k→2k→2*T⟩;]]>

[Ω12]=⟨k→1k→2*T⟩]]>

步骤四、求得最优相干系数：首先引入两个归一化复投影矢量和并将散射矢量和分别投影到单位复矢量和上，再利用步骤三中得到的相干矩阵，从而可以得到复干涉相干系数的一般化矢量表达式

γ~(ω→1,ω→2)=⟨ω→1*T[Ω12]ω→2⟩⟨ω→1*T[T11]ω→1⟩⟨ω→2*T[T22]ω→2⟩;]]>

借助拉格朗日乘子法求解上式的最优化问题，可得

[T11]-1[Ω12][T22]-1[Ω12]*Tω→1j=vjω→1j]]>

                               (j＝1，2，3)；

[T22]-1[Ω12]*T[T11]-1[Ω12]ω→2j=vjω→2j]]>

最后可以得到三个最优相干系数

γ~j=vjexp(i arg(ω→1j*T[Ω12]ω→2j))(j=1,2,3);]]>

步骤五、参数反演：通过先验知识和散射模型对PolInSAR图象进行物理参数提取；把在步骤四中求得的最优相干系数和先验信息带入到反演散射模型

γ~=eiφ0γ~v+eikzzdm(ω→)1+m(ω→)]]>中，

借助最小二乘法、模拟退火或者遗传算法进行参数反演，可以反演出如下目标参数：植被高度h_v、消光系数σ、与地形有关的相位φ₀、人造目标高度z_d、目标体幅度比m₁、m₂和m₃。

2、基于PolInSAR图象的森林覆盖下人造目标参数反演模型获得人造目标信息的方法，其特征在于它由以下步骤实现：

步骤一、输入多基线PolInSAR图象数据：在全极化系统中，由SAR天线一发射的电磁波经过目标的散射后，被多副天线同时接收，将从多副天线中接收到的PolInSAR数据通过HH、HV、VH和VV这四个极化通道，输送到计算机中，再经过SAR成像算法得到多幅PolInSAR图象数据；

步骤二、形成相干散射矢量：根据互易定理，交叉极化通道HV和VH的数据近似相同，可以利用两个通道数据的平均值，将四维数据转换为三维，再利用Pauli基，得到三维相干散射矢量和

k→1=12[Shh1+Svv1,Shh1-Svv1,2Shv1]T;]]>

k→2=12[Shh2+Svv2,Shh2-Svv2,2Shv2]T]]>

步骤三、计算相干矩阵：根据步骤二中得到的相干散射矢量可以得到相干矩阵T₆

(T6)=⟨k→1k→2k→1*Tk→2*T⟩=[T11][Ω12][Ω12]*T[T22];]]>

其中

[T11]=⟨k→1k→1*T⟩]]>

[T22]=⟨k→2k→2*T⟩;]]>

[Ω12]=⟨k→1k→2*T⟩]]>

步骤四、求得最优相干系数：首先引入两个归一化复投影矢量和并将散射矢量和分别投影到单位复矢量和上，再利用步骤三中得到的相干矩阵，从而可以得到复干涉相干系数的一般化矢量表达式

γ~(ω→1,ω→2)=⟨ω→1*T[Ω12]ω→2⟩⟨ω→1*T[T11]ω→1⟩⟨ω→2*T[T22]ω→2⟩;]]>

借助拉格朗日乘子法求解上式的最优化问题，可得

[T11]-1[Ω12][T22]-1[Ω12]*Tω→1j=vjω→1j]]>

                          (j＝1，2，3)；

[T22]-1[Ω12]*T[T11]-1[Ω12]ω→2j=vjω→2j]]>

最后可以得到三个最优相干系数

γ~j=vjexp(i arg(ω→1j*T[Ω12]ω→2j))(j=1,2,3);]]>

步骤五、参数反演：通过散射模型对PolInSAR图象进行物理参数提取；把在步骤四中求得的最优相干系数带入到反演散射模型

γ~=eiφ0γ~v+eikzzdm(ω→)1+m(ω→)]]>中，

借助最小二乘法、模拟退火或者遗传算法进行参数反演，可以反演出如下目标参数：植被高度h_v、消光系数σ、与地形有关的相位φ₀、人造目标高度z_d、目标体幅度比m₁、m₂和m₃。