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清华大学学报(自然科学版)  2015, Vol. 55 Issue (8): 854-859    
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基于极化SAR分解模型的油膜检测
杨帆1, 杨健1, 殷君君1, 宋建社2
1. 清华大学 电子工程系, 遥感实验室, 北京 100084;
2. 第二炮兵工程大学, 西安 710025
Spill detection based on polarimetric SAR decomposition models
YANG Fan1, YANG Jian1, YIN junjun1, SONG Jianshe2
1. Department of Electronic Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
2. Second Artillery Engineering University, Xi'an, 710025, China
全文: PDF(2282 KB)  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 为了更好地利用极化合成孔径雷达(SAR)检测海面溢油, 该文提出了基于极化分解模型的特征--Bragg散射能量占比。在油膜区域, Bragg散射能量占比会比较小; 而在海面和常见油膜类似物如油醇(OLA)区域, 该特征的值会比较大。因此, 该特征能够有效地从海杂波里检测出油膜区域, 并且能够有效地排除OLA虚警。并且该特征可以被推广应用于HH\VV双极化数据和紧缩极化(CP)模式, 从而可以进行大面积的溢油监测。利用C波段的极化SAR数据的实验表明:在各种极化模式下该特征能够检测出油膜, 并有效鉴别油膜和油膜类似物。
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杨帆
杨健
殷君君
宋建社
关键词 合成孔径雷达溢油检测油醇Bragg散射Freeman分解紧缩极化m-chi分解    
Abstract:Spill detection using polarimetric SAR is proposed by using Bragg scattering energy proportion based on the polarimetric decomposition model. The Bragg scattering energy proportion is small in a spill region but larger in sea clutter or an Oleyl alcohol (OLA) region. Thus, this feature can detect oil spills from sea clutter while excluding false OLA alarms. The feature can be easily extended to HH\VV dual-polarimetric and compact polarimetric configurations which give wider radar coverage. Experiments with multi-look complex C band SAR data show that for all polarimetric modes, the feature gives state-of-art spill detection and false-alarm exclusion of spills.
Key wordssynthetic aperture radar    spill detection    Oleyl alcohol (OLA)    Bragg scattering    Freeman decomposition    compact polarimetric    m-chi decomposition
收稿日期: 2014-04-02      出版日期: 2015-08-15
ZTFLH:  TN957.52  
通讯作者: 杨健,教授,E-mail:yangjian_ee@tsinghua.edu.cn     E-mail: yangjian_ee@tsinghua.edu.cn
引用本文:   
杨帆, 杨健, 殷君君, 宋建社. 基于极化SAR分解模型的油膜检测[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2015, 55(8): 854-859.
YANG Fan, YANG Jian, YIN junjun, SONG Jianshe. Spill detection based on polarimetric SAR decomposition models. Journal of Tsinghua University(Science and Technology), 2015, 55(8): 854-859.
链接本文:  
http://jst.tsinghuajournals.com/CN/  或          http://jst.tsinghuajournals.com/CN/Y2015/V55/I8/854
  表1 实验数据列表
  图1 pn11588中OLA 的能量和Bragg占比特征
  表2 各种极化SAR 特征区分OLA 和油膜的检测率
  图2 全极化和双极化的Bragg占比特征和一致性 参数特征用于油膜和OLA 区分的ROC曲线
  图3 全极化和紧缩极化的Bragg占比特征和极化度 特征用于油膜和OLA 区分的ROC曲线
  图4 各种极化模式下Bragg占比特征(pn44327)
  表3 pn44327上在虚警率固定为5%时各个特征的检测率
  图5 Bragg占比特征和一致性参数特征在检测pn49939油膜时的ROC曲线
  图6 Bragg占比特征和极化度特征在检测pn49939油膜时的ROC曲线
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