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第1章 绪论1

1.1 雷达极化信息处理与解译研究概述2

1.1.1 兴起与发展2

1.1.2 国内外研究现状5

1.2 极化雷达系统与极化SAR图像解译系统13

1.2.1 POLSAR系统简介13

1.2.2 图像解译系统介绍17

1.3 本书内容简介18

第2章 电磁波极化及其表征21

2.1 电磁波基本场方程21

2.1.1 麦克斯韦方程组21

2.1.2 波动方程及其解22

2.2 极化概念与极化椭圆24

2.3 完全极化波数学表征26

2.3.1 Jones矢量及其参数化27

2.3.2 Stokes矢量及其参数化29

2.3.3 Jones矢量与Stokes矢量31

2.3.4 一些常见的极化状态31

2.4 极化基过渡矩阵32

2.4.1 Jones矢量过渡矩阵32

2.4.2 Stokes矢量过渡矩阵34

2.5 电磁波极化的可视化表征35

2.5.1 Poincare极化球35

2.5.2 极化比复平面37

2.5.3 几何、相位参数平面38

2.6 部分极化电磁波39

2.6.1 部分极化波数学表征40

2.6.2 波的分解理论41

2.6.3 波的各向异性和熵43

2.7 电磁波的最佳接收问题43

2.7.1 天线有效长度定义44

2.7.2 天线失匹配接收条件45

第3章 雷达目标变极化表征47

3.1 确定性目标极化表征47

3.1.1 雷达散射截面47

3.1.2 极化散射矩阵48

3.1.3 散射坐标框架50

3.1.4 极化散射矩阵矢量化53

3.2 分布式目标极化表征54

3.2.1 Mueller矩阵55

3.2.2 Kennaugh矩阵56

3.2.3 协方差矩阵57

3.2.4 相干矩阵59

3.3 不同极化表征之间的数学关系60

3.3.1 Mueller矩阵与极化散射矩阵60

3.3.2 Kennaugh矩阵与Mueller矩阵63

3.3.3 协方差矩阵与相干矩阵64

3.3.4 复数矩阵表征与实数矩阵表征65

3.3.5 不同极化表征比较及其转换关系66

3.4 不同极化表征的极化基过渡公式67

3.4.1 极化散射矩阵极化基过渡公式67

3.4.2 实数矩阵表征极化基过渡公式68

3.4.3 相干矩阵极化基过渡公式70

3.4.4 协方差矩阵极化基过渡公式71

3.5 极化表征参数化及雷达目标方程72

3.5.1 Huynen-Euler参数73

3.5.2 Huynen参数和目标结构方程75

3.6 散射对称及简单目标极化特征图82

3.6.1 散射对称性目标82

3.6.2 简单目标及其极化特征图85

第4章 目标特征极化研究89

4.1 目标极化研究现状概述89

4.2 相干情形目标特征极化92

4.2.1 同极化通道情形92

4.2.2 正交极化通道情形99

4.2.3 收发天线无极化约束情形105

4.2.4 Poincare极化球表征106

4.2.5 典型目标散射特性分析111

4.3 非相干情形目标特征极化115

4.3.1 收发天线有极化约束关系116

4.3.2 收发天线无极化约束关系130

第5章 目标极化散射特性研究135

5.1 相干分解135

5.1.1 Pauli基分解136

5.1.2 Krogager分解138

5.1.3 Cameron分解140

5.1.4 Polar分解144

5.2 Huynen分解及其衍生分解145

5.2.1 Huynen分解145

5.2.2 Barnes-Holm分解149

5.2.3 Yang分解151

5.3 Cloude分解及其衍生分解152

5.3.1 Cloude分解153

5.3.2 H/α分解154

5.3.3 H/α替代参数159

5.4 Freeman分解及其衍生分解161

5.4.1 Freeman三成分分解161

5.4.2 Yamaguchi四成分分解164

5.4.3 Freeman二成分分解166

5.4.4 Dong四成分分解167

5.5 混合型分解170

5.5.1 Holm分解170

5.5.2 Van Zyl分解171

5.6 散射相似性理论172

5.6.1 文献［77］定义的散射相似性173

5.6.2 新的散射相似性173

5.6.3 目标与球面散射的相似性177

第6章 POLSAR图像杂波统计建模183

6.1 相干斑形成机理及其影响184

6.2 POLSAR图像相干斑统计特性186

6.2.1 POLSAR图像相干斑统计特性186

6.2.2 强度／幅度相干斑统计特性187

6.2.3 相位差相干斑统计特性［180］190

6.2.4 幅度积相干斑统计特性［180］193

6.2.5 双通道回波强度的联合概率分布［180］193

6.2.6 强度比和幅度比相干斑统计特性［180］194

6.3 基于乘积模型的POLSAR图像杂波统计特性195

6.3.1 单通道和多通道SAR图像乘积模型195

6.3.2 单视POLSAR图像杂波统计特性198

6.3.3 多视POLSAR图像杂波统计特性200

6.3.4 POLSAR图像G分布族及相互转换关系203

6.4 分布参数估计与拟合优度评估准则205

6.4.1 两种常用的参数估计法205

6.4.2 杂波统计分布参数矩估计公式206

6.4.3 统计分布拟合优度评估准则207

6.5 各种杂波统计分布拟合优度比较实验210

6.5.1 德国E-SAR实测极化数据210

6.5.2 美国AIRSAR实测极化数据212

第7章 POLSAR图像相干斑抑制处理216

7.1 相干斑噪声模型217

7.1.1 单通道SAR图像噪声模型217

7.1.2 POLSAR图像噪声模型218

7.2 基于相对标准差的相干斑抑制算法219

7.2.1 极化白化滤波（PWF）220

7.2.2 相干斑抑制性能分析221

7.2.3 多视极化白化滤波（MPWF）222

7.3 基于线性最小均方误差准则的相干斑抑制算法222

7.3.1 最优加权滤波222

7.3.2 矢量滤波223

7.4 基于最优纹理估计的相干斑抑制算法225

7.4.1 ML纹理估计225

7.4.2 MMSE纹理估计226

7.4.3 Gamma MAP纹理估计227

7.4.4 ME-MAP纹理估计228

7.4.5 矢量LMMSE纹理估计229

7.4.6 实验比较229

7.5 基于空域类多视平均的相干斑抑制算法232

7.5.1 改进Lee滤波232

7.5.2 IDAN滤波235

7.5.3 基于散射模型的相干斑抑制236

7.5.4 基于像素筛选的POLSAR图像相干斑抑制算法237

7.5.5 验证与评估242

第8章 POLSAR图像地物分类249

8.1 利用统计特性的POLSAR图像有监督分类249

8.1.1 Bayes决策理论与分类算法评估准则250

8.1.2 Gaussian ML分类253

8.1.3 Wishart ML分类253

8.1.4 基于G分布和MRF的MAP迭代分类256

8.1.5 三种分类算法性能比较259

8.2 利用散射特性的POLSAR图像无监督分类265

8.2.1 利用H-α平面的散射分类266

8.2.2 采用H/α替代参数的分类方法268

8.2.3 基于散射相似性和散射随机性相结合的无监督分类新方案271

8.2.4 对比实验与分析273

8.3 综合利用统计特性和散射特性的POLSAR图像分类277

8.3.1 H/α+Wishart的无监督分类278

8.3.2 Freeman分解＋Wishart的无监督分类279

8.3.3 基于散射相似性和差异度的无监督分类282

8.3.4 实验分析及与Wishart迭代法的比较285

参考文献289