应用光学遥感和双极化SAR遥感提取亚热带城市不透水面信息

Dramatic urbanization is the focus of human activities that change our planet earth and produce a large amount of impervious surface which greatly influences the environment. Numerous researches have indicated impervious surface as a significant factor of impacts of urbanization on the environment, and as an important indicator for urban planning and urban environment management. Unfortunately, impervious surface estimation is a challenging task due to the diversity of urban land covers. Moreover, because of the complexity of climatology, phenology and hydrology, impervious surface estimation in humid subtropical region is even more challenging. Therefore, this study aims to investigate the potential and methodology of combining optical and dual polarimetric SAR (PolSAR) remote sensing data to improve impervious surface estimation in subtropical urban areas. Firstly, an automatic co-registration approach will be developed to efficiently co-register optical and PolSAR data. Secondly, the backscattering characteristics and the polarimetric decomposition characteristics of PolSAR data will be analyzed regarding various sub-types of impervious surface. Thirdly, therefore, the methodology of combing optical and PolSAR data will be investigated and developed to improve impervious surface estimation in subtropical areas. In addition, the impacts of impervious surface on the water quality will be investigated by taking Pearl River Delta as a study case, to demonstrate the environmental impacts of urban impervious surface.

剧烈城市化是人类改变大自然的集中表现之一，产生了大量不透水面，并对环境产生了巨大的影响。大量研究表明，不透水面的分布是城市化影响环境的重要因子，能为城市规划管理及其环境监测的提供有效的决策支持。然而，由于城市土地覆盖的多样性，城市不透水面的估算仍是一项具有挑战性的任务，而在多云多雨的亚热带地区，高精度的不透水面提取更是困难重重。针对亚热带地区复杂的环境特征，本课题在于探索融合光学遥感和双极化SAR遥感提高城市不透水面提取的机制、原理和方法。项目首先提出高效高精度的光学影像和极化SAR影像的半自动化配准方法，并探索双极化SAR数据中后向散射系数和各种极化分解特征与不同不透水面类型之间的关系，从而研究一种融合光学影像与双极化SAR影像的有效方法，提高亚热带城市不透水面的提取精度。此外，以珠江三角洲为例，分析亚热带城市不透水面分布对流域水体水质变化的影响，从而探索亚热带城市不透水面的环境效应。

剧烈城市化是人类改变大自然的集中表现之一，产生了大量不透水面，并对环境产生了巨大的影响。大量研究表明，不透水面的分布是城市化影响环境的重要因子，能为城市规划管理及其环境监测的提供有效的决策支持。然而，由于城市土地覆盖的多样性，城市不透水面的估算仍是一项具有挑战性的任务，而在多云多雨的亚热带地区，高精度的不透水面提取更是困难重重。针对亚热带地区复杂的环境特征，本课题探索了融合光学遥感和双极化SAR遥感提高城市不透水面提取的机制、原理和方法。项目首先提出高效高精度的光学影像和极化SAR影像的半自动化配准方法，并探索极化SAR数据中后向散射系数和各种极化分解特征与不同不透水面类型之间的关系，从而研发了一套融合光学影像与双极化SAR影像的有效方法，提高亚热带城市不透水面的提取精度，对全球热带与亚热带地区的城市化遥感监测，提供了重要的技术支持。以上主要的研究结果，已在国际SCI期刊发表（或已接受）论文10篇，出版英文专著《热带与亚热带不透水面遥感》1本，参加国际会议3次，培养博士生1名，硕士生4名，获得科技部国家遥感中心遥感青年科技人才创新资助计划1项。