极化合成孔径雷达成像理论及其应用

本书提供了雷达极化的优选理论和实际应用的有机契合，其主要内容包含了雷达极化的基础理论、极化分解理论、极化散射机理与建模、极化相似性理论以及这些理论在极化合成孔径雷达（Polarimetric SAR）图像解译中的实际应用方法，为陆海目标探测与识别提供了有效手段。

第一章 引言 1.1 遥感技术 1.1.1 光学传感器与微波传感器的区别 1.1.2 雷达遥感技术 1.2 SAR技术的应用 1.3 极化特征的重要性 1.4 雷达极化理论简史 1.5 PolSAR系统 1.5.1 机载SAR系统 1.5.2 星载PolSAR系统 1.6 全书讨论范围 参考文献 第二章 电磁波极化 2.1 平面电磁波 2.1.1 麦克斯韦方程和波动方程 2.1.2 向量形式的波动方程及其用向量表示的解 2.1.2.1 变量分离法 2.1.2.2 方程解的物理解释 2.1.3 横电磁波 2.1.4 TEM波 2.2 极化特征的表示 2.2.1 数学表达式 2.2.2 几何参数表示 2.2.3 Jones向量表示 2.2.4 Stokes向量表示 2.2.4.1 Stokes向量形式的接近极化波 2.2.4.2 Stokes向量形式的部分极化波 2.2.5 极化参量与庞加莱球 2.2.6 极化矢量 2.2.7 部分极化波的协方差矩阵 2.3 极化参量之间的关系与本章小结 附录 参考文献 第三章 极化散射 3.1 基本雷达原理 3.1.1 传输方程与雷达距离方程 3.1.2 优选可探测距离 3.1.3 RCS 3.1.4 分布目标的后向散射 3.1.5 极化散射 3.2 互易定理 3.3 接收电压 3.4 散射矩阵 3.4.1 散射矩阵的定义 3.5 雷达极化理论基本方程 3.6 接收功率表达式 3.6.1 极化比表达式 3.6.2 利用极化比和几何参数计算极化雷达信道的接收功率 3.6.3 斯托克斯表达式 3.7 极化特征 3.8 极化状态特征 3.8.1 极化特征的数目及其关系 3.8.2 不同特征的接收功率 3.9 基于极化特征的滤波器 3.9.1 双正交线性图 3.9.2 极化对比增强 3.9.3 通过极化信息抑制杂波 3.9.3.1 探地雷达的应用 3.10 总结 参考文献 第四章 极化矩阵 4.1 散射矩阵数据 4.2 散射矩阵的变换 4.3 散射向量 4.4 极化矩阵的集合平均 4.5 理论协方差矩阵的积分 4.5.1 正交极化方式中的协方差矩阵 4.5.2 圆极化方式中的协方差矩阵 4.6 相干矩阵 4.7 理论Kennaugh矩阵 4.8 典型靶的极化矩阵 4.9 极化矩阵的相互变换与总结 4.9.1 协方差矩阵与相干矩阵的关系 附录 参考文献 第五章 HAā 极化分解 5.1 特征值，熵，和平均角 5.2 一些由特征值决定的参数 5.3 简单的熵计算方法 5.4 应用分类 5.5 分类结果 5.6 附注 参考文献 第六章 复合散射矩阵 6.1 引言 6.2 复合散射矩阵 6.2.1 复合散射矩阵的例子 6.3 FDTD解析 6.3.1 距离向上的复合散射矩阵 6.3.2 方位向上的复合散射矩阵 6.4 复合散射矩阵的测量 6.5 小结 参考文献 第七章 散射机制与及其建模 7.1 引言 7.2 9个参数的解释和建模 7.3 T11:表面散射 7.4 T22:偶次散射 7.5 T33:体散射 7.5.1 植被-体散射 7.5.2 定向面-体散射 7.6 Im{T23}: 螺旋散射 7.7 Re{T23}: 定向偶次散射 7.7.1 ALOS2 图像分析 7.7.2 微波暗室中测量实例 7.8 Re{T13}: 定向偶极子散射 7.9 Im{T13}: 复合偶极子散射 7.10 Re{T12}: 散射 7.11 Im{T12}: 散射 7.12 9个参数的相干矩阵散射模型 7.13 小结 参考文献 第八章 散射功率分解 8.1 预备知识 8.2 FDD三分量分解 8.3 Y40 四分量分解 8.4 Y4R 与 S4R 8.4.1 HV分量最小化 8.4.2 Y4R 分解 8.4.3 S4R 分解 8.5 Yamaguchi分解 8.5 G4U 8.6 6SD 8.7 7SD 8.8 伪彩编码 8.9 小结 附录 参考文献 第九章 相关性与相似性 9.1 协方差矩阵和相关系数 9.2 圆极化基中的相关系数 9.3 45°和135°取向线性极化基的相关系数 9.4 任意极化基中的相关系数 9.5 Pauli基的相关系数 9.6 各种相关系数的比较 9.6.1 相关系数的幅值信息 9.6.2 相关系数与窗口大小的关系 9.6.3 相关系数与散射体的关系 9.6.4 相关系数的相位信息 9.7 相关系数在圆极化中的应用 9.7.1 频率相关性 9.7.2 相关系数的分布 9.8 在圆极化基础上利用相关系数进行区域检测 9.8.1 非反射对称条件下的城市区域检测 9.8.2 基于反射对称条件的树林检测 9.8.3 功率和相关系数的组合 9.8.3.1 水面检测 9.8.3.2 城市区域检测 9.9 扩展相似性及其应用 9.9.1 散射机制的选择 9.9.2 分类结果 9.10 小结 参考文献 第十章 极化合成孔径雷达 10.1 合成孔径雷达(SAR) 10.1.1 SAR基本原理 10.1.2 距离压缩 10.1.3 距离分辨率 ΔR 10.1.4 距离精度 10.1.5 压缩后的距离像 10.1.6 方位压缩技术 = 合成孔径过程 (SAR 处理) 10.1.7 2-D SAR 10.1.8 二维SAR图像示例 10.1.8.1 关于合成孔径宽度 10.2 极化 FMCW 雷达 10.2.1 FMCW 硬件 10.2.2 等效灵敏度时间控制技术 10.2.3 实时极化FMCW雷达 10.3 极化Holo-SAR 10.4 小结 附录 参考文献 第十一章 材料常数 11.1 复等效介电常数 11.1.1 海面 11.1.2 冰川 11.1.3 雪 11.1.4 油 11.1.5 岩石 11.1.6 火山灰 11.1.7 火焰(等离子体) 11.2 由平坦地面和地面介电常数引起的极化变换 11.3 附注 参考文献 第十二章 PolSAR图像解译 12.1 SAR图像解译 12.1.1 散射场景 12.1.2 多好才算好？ 12.1.3 频响效应 12.1.4 窗口大小的响应 12.1.5 时间序列数据 12.2 小结 参考文献 第十三章 表面散射 13.1 粗糙表面散射 13.2 布拉格散射 13.2.1 ALOS和ALOS2数据验证 13.2.2 RCS 幅度 13.2.3 稻田Bragg散射的极化特征 13.3 表面散射的建模 13.4 表面散射功率Ps 13.4.1 海啸 13.4.2 滑坡 13.4.3 火山动态监控 13.4.4 海面溢油检测 13.5 附注 参考文献 第十四章 偶次散射 14.1 二面角 14.1.1 与入射角的相关性 14.1.2 与材料的相关性 14.1.3 作为极化校准目标的作用 14.1.4 与波长的关系 14.1.5 与斜视角度的相关性 14.2 偶次散射的例子 14.2.1 湖中荷花 14.2.2 水稻生长 14.2.3 建筑物倒塌的检测 14.2.4 舰船目标检测 14.2.5 牡蛎养殖和潮汐水位 14.2.6 洪水 14.2.6.1 广域开放空间情景 14.2.6.2 城市区域情景 14.2.6.3 洪水效应:来自河床的散射 14.2.7 土地运用 14.3 附注 参考文献 第十五章 体散射 15.1 在森立成图中的应用 15.1.1 森林体散射的频率特征 15.1.2 散射中心 15.1.3 树的分类 15.2 针叶树和阔叶树分类 15.2.1 在微波暗室中测量针叶树和阔叶树实例 15.3 植被覆盖山区滑坡检测 15.4 湿地监测 15.4.1 研究区域 15.4.2 散射功率分解图像 15.4.3 讨论 15.5 南极冰川 15.6 附注 参考文献 索引