極化SAR影像林火燃燒面積提取研究.pdf

1、林火在全球森林中普遍發(fā)生，是全球森林生態(tài)系統(tǒng)中的一個重要干擾因子，準確地掌握有關(guān)的林火信息，包括林火發(fā)生時間、位置及范圍等，是理解林火與大氣圈、生物圈以及人類活動之間復雜關(guān)系的基礎(chǔ)。衛(wèi)星遙感是獲取大范圍林火信息的可行手段。
　　早期基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的林火提取研究聚焦于光學遙感/熱紅外遙感，但是受到云層和天氣的干擾較大，有時難以提取燃燒區(qū)。合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)數(shù)據(jù)受天氣影響小，同時

2、能夠提供可見光/近紅外和熱紅外遙感所不能提供的獨特信息。自20世紀90年代以來國外開展了相關(guān)研究，國內(nèi)尚未出現(xiàn)相關(guān)研究，而國外絕大多數(shù)研究是基于單極化通道數(shù)據(jù)，極少數(shù)是基于火后的全極化數(shù)據(jù)。隨著雷達傳感器以及獲取極化方式的多樣化，林火燃燒面積的提取研究正朝著使用火災前后時相全極化SAR數(shù)據(jù)的方向發(fā)展。為此，本文主要開展了如下工作:
　　(1)本文重點對林火前后全極化參數(shù)值的變化進行了對比分析，從而首次闡明和揭示了林火前后的散射機理

3、變化情況。在此基礎(chǔ)上，從每一種類型極化參數(shù)中各選取一個對林火最為敏感的極化參數(shù)，用于后續(xù)的林火燃燒面積提取。此外揭示了不同燃燒強度、不同植被類型和不同坡向的林火燃燒區(qū)的散射特點。
　　(2)首次應用變化檢測方法實現(xiàn)林火燃燒面積提取。利用本文提出的穩(wěn)健且可靠的二值分割方法對林火變化最敏感的散射功率差異圖像進行二值分割從而提取燃燒區(qū)，結(jié)果表明了變化檢測方法在林火燃燒面積提取研究中的可行性和有效性。
　　(3)采用圖像分類方法開展

4、了基于不同數(shù)據(jù)條件下的林火燃燒面積提取研究。本文首次采用林火前后的全極化數(shù)據(jù)進行林火燃燒面積提取，并通過實驗結(jié)果表明:與以往單純地采用林火前后的單極化通道數(shù)據(jù)相比，林火前后的全極化數(shù)據(jù)不僅表達了林火前后的后向散射強度變化，同時還反映了植被結(jié)構(gòu)的變化，因此采用林火前后的全極化數(shù)據(jù)更利于林火燃燒區(qū)的燃燒面積準確提取;與以往僅采用火后全極化參數(shù)相比，采用林火前后的全極化數(shù)據(jù)不僅能夠表達火后燃燒區(qū)自身與其它地物的差異，同時還充分利用了林火前后燃