史 磊

1．武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北武汉 430079;2．武汉大学资源与环境科学学院,湖北武汉 430079

多基线PolInSAR植被高度与植被下地形估计

史 磊1,2

1．武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北武汉 430079;2．武汉大学资源与环境科学学院,湖北武汉 430079

作为地球生态系统的重要组成部分,植被对全球物产估计、碳循环评估等方面具有极其重要的意义。然而常规的植物学研究方法很难在全球尺度下获取植被结构信息。作为主动传感器的代表,合成孔径雷达(SAR)能够提供全球实时观测的能力。而更为高级的干涉合成孔径雷达(InSAR)与极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR)也在植被研究方面展现出了较强潜力。

在雷达理论中,植被垂直结构函数(VVSF)定义为以垂直高度为自变量,对应高度复散射系数为因变量的复杂函数。当前的VVSF估计方法可以分为三大类:VVSF参数化法、Fourier-Legendre法与层析法(TSAR)。以random volume over ground(RVoG)与oriented volume over ground(OVoG)模型为代表的参数化法采用带少量参数的经验函数近似VVSF,并利用PolInSAR数据进行求解;而Fourier-Legendre法在PolInSAR系统的基础上采用Fourier-Legendre多项式近似逼近VVSF;层析法则需要利用数10次重轨观测SAR影像对VVSF进行严格的数学估计。为了减少求解所需的影像数量,本文针对VVSF的植被高度与植被下地形两个特定参数进行求解。本文的两个主要贡献如下:

(1)本文改进了常规的多基线RVoG模型,并提出对应求解方案进行植被高度与植被下地形起伏信息估计。考虑到多基线观测条件下风引起的枝叶摇曳过程,在多基线改进RVoG模型中证明了时间去相干影响的不可忽视性;同时,本研究在改进多基线RVoG时引入了树桩引起的植被层干涉相位偏移,使得改进模型更符合真实植被散射过程。……