塔克拉玛干沙漠腹地考古特征雷达遥感探测研究- - 以尼雅遗址为例

分析塔克拉玛干沙漠腹地研究区古城址、古居址与古墓葬等典型考古遗址（人文特征考古目标）与次地表古河道（自然特征考古目标）在极化雷达图像上的几何特征、后向散射特征与极化特征，建立人文特征典型遗址雷达考古标志，提出基于奇异检测的极化雷达考古探测方法并进行遗址探测方法验证；分析次地表古河道散射过程，开展雷达图像极化分解实现各主要散射过程分离，提出该散射过程下次地表古河道信息提取方法并进行次地表古河道探测方法验证；结合已知考古资料和古环境信息，对人文特征与自然特征雷达遥感探测结果进行综合实验验证与评估。对探测与发现塔克拉玛干沙漠腹地古人类遗址，深入开展中华文明探源研究具有重要指导意义，对全球气候变化背景下历史时期塔克拉玛干区域自然环境变迁研究也具有重要的参考价值。

（1）完成了雷达遥感数据的辐射定标、极化定标和几何纠正等预处理，完成尼雅遗址区域内典型遗址与雷达图像的空间位置匹配。典型遗址有三个类型，分别是：城址、居址和墓葬。对于每一类已知的典型遗址，都对其在雷达图像上和Google Earth上进行了定位和分析。还应用ASTER GDEM数据分析了已知典型遗址的高程分布特征。.（2）完成了雷达图像的极化分解，实现各主要散射过程的分离，分析已知次地表古河道在极化分解下不同散射机制的表征，确定了次地表古河道雷达图像特征。分析发现，河道的流向以及河道的深浅能在雷达图像上所表现的特征有明显的区别：当河道的流向与雷达方位向平行或接近平行时，河道在雷达图像上的特征明显。根据这些特征，找到了一些疑似河道，分析了这些疑似河道与已知水系及遗址的空间关系，筛选了一些可能性概率较大的疑似河道，待后续的实地调查工作验证。.（3）针对研究区域内比较有代表性的墓葬遗址，进行了几何形态学分析。基于墓葬几何形态特点，提出基于遗传算法局部方向梯度的特定墓葬目标自动检测。这种方法与传统的圆形检测方法相比，具有更高的精度和更广的适用范围。.（4）对典型遗址雷达考古标志进行了图像检验。结合研究区地形地貌的分析，发现当研究区均质性比较明显的时候，这种考古标志比较适用，在其他情况下，考古标志不再适用，推测其原因是当地表次地表特征复杂的情况下，基于几何特征的奇异检测和基于后向散射的亮度特征均难以检测到考古目标。