极化干涉SAR对小麦的回波响应机理研究

The crops-wheat was taken as the object of investigation in the project. During the investigation, 8-channel and coherent electromagnetic Polari metric interferometer SAR wheat echo response of the simulation scattering modeling and SAR imaging modeling techniques as well as parallel and efficient Polari metric interferometer SAR echo signal generation technology were used. By establishing imaging Model wheat, electromagnetic scattering and SAR(Synthetic Aperture Radar) , based on the mean field approximation theory , SAR imaging geometry and the scattering interacting mechanism, a coherent 8-channel SAR image simulation software was carried out. Polarization characteristic and correlation property of wheat can be deduced by analyzing the polarization response of SAR image and interferometric SAR coherence , consequently the numerical relationship of wheat biophysical parameters and polarimetric interferometry SAR observations are built, which lays the foundation for microwave remote sensing quantitative retrieval of wheat biophysical parameters. In the process of attempting to solve the microwave quantitative remote sensing，observations are used to complete the core of biomass retrieval, the core which is a very difficult problem in establishing analytical physical model and basis will be provided for the development of polarimetric interferometric SAR microwave remote sensing equipment system.

本项目以农作物- - 小麦为研究对象，研究极化干涉SAR对小麦回波响应。首先在小麦植株三维结构建模的基础上，依据平均场近似原理、SAR成像和散射相互作用机制，开展小麦极化相干散射机理研究，并通过高效并行的极化干涉SAR回波信号生成，完成全极化干涉数据获取。经过相干成像和极化干涉处理，研究并得到小麦的极化特性和相关特性；从而建立小麦的生物物理参数与极化干涉SAR观测量之间的数值关系，为小麦生物物理参数的微波遥感定量反演奠定基础。尝试解决微波定量遥感过程中，利用观测值完成生物量反演的核心- - 建立解析物理模型十分困难的问题；为我国极化干涉SAR微波遥感设备系统研制提供依据。

本项目以农作物——小麦为研究对象，研究极化干涉SAR对小麦回波响应。首先在小麦植株三维结构建模的基础上，依据平均场近似原理、SAR成像和散射相互作用机制，开展小麦极化相干散射机理研究，并通过高效并行的极化干涉SAR回波信号生成，完成全极化干涉数据获取。经过相干成像和极化干涉处理，研究并得到小麦的极化特性和相关特性；从而建立小麦的生物物理参数与极化干涉SAR观测量之间的数值关系，为小麦生物物理参数的微波遥感定量反演奠定基础。尝试解决微波定量遥感过程中，利用观测值完成生物量反演的核心——建立解析物理模型十分困难的问题；为我国极化干涉SAR微波遥感设备系统研制提供依据。 .在该项目中，我们主要完成了以下几个方面的工作:.1、由于SAR接收的是目标物的后向散射回波，掌握目标物的后向散射机理将非常有助于SAR图像解译，因此，文章重点研究了随机粗糙地面和植被组成元素的后向散射机理，并完成了相关仿真。.2、针对InSAR信号处理中相位解缠这一最重要的过程，提出了一种基于改进遗传模拟退火算法的二维相位解缠算法，并分别采用模拟数据和雷达获取的数据对该算法进行了验证。实验结果表明，相比于几种典型的相位解缠算法，该算法在时间和精度上有一定的优越性。.3、研究了随机粗糙面的入射角与后项散射系数的关系并完成了仿真。其中，对小麦进行了抽象描述并构建物理模型，可以清楚的看到小麦的入射角和后项散射系数变化的关系，经过对小麦的模型的构建，研究并得到小麦的计划特性和相关特性，从而建立小麦如何解和后项散射系数的关系，为小麦物理参数的微波遥感定量反演奠定基础。.4、对于提取小麦的遥感数据特征和实际产量数据进行相关性分析，得到不同生物参数与产量之间的相关系数，分析不同生物参数对于小麦产量的影响。实验结果表明：NDVI*RVI在小麦的生育期内对生物量的敏感性保持稳定。.5、对以上研究内容进行MATLAB GUI界面设计，构建小麦的电磁散射回波响应系统软件。