[发明专利]π/4简缩极化合成孔径雷达建筑物区域提取方法

权利要求书

1.一种π/4简缩极化合成孔径雷达建筑物区域提取方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：π/4简缩极化SAR图像数据预处理；

S2：获取预处理后的π/4简缩极化SAR图像，计算得到简缩极化特征；

S3：利用简缩极化特征，计算得到水体提取器、建筑物区域平行/垂直于雷达视线方向的正交建筑物区域提取器和建筑物区域与雷达视线方向存在大型倾斜角度的倾斜建筑物区域提取器；

S4：通过选取典型区域进行统计分析，得到水体提取器、正交建筑物提取器和倾斜建筑物区域提取器阈值，并将阈值用于提取建筑物区域，获取建筑物区域提取结果。

2.根据权利要求1所述的π/4简缩极化合成孔径雷达建筑物区域提取方法，其特征在于：所述步骤S1包括：

对全极化SAR图像完成滤波和多视预处理操作后，利用全极化SAR数据与简缩极化SAR数据之间的转换关系，将全极化SAR数据转换为π/4简缩极化SAR数据，用于后续处理，该步骤具体实施方式如下：

获取所述全极化SAR图像的相干矩阵的集合平均值[T]：

其中，T_ij(i＝1,2,3；j＝1,2,3)表示全极化相干矩阵的集合平均值[T]的第i行、第j列元素；上标“H”表示矩阵的共轭转置；k为Pauli基，其中，S_HH为垂直发射、垂直接收的后向散射，S_HV为垂直发射、水平接收的后向散射，S_VV为水平发射、水平接收的后向散射。

3.根据权利要求1或2所述的π/4简缩极化合成孔径雷达建筑物区域提取方法，其特征在于：所述步骤S1包括：

在π/4简缩极化SAR中，2×2相干矩阵用Stokes矢量表示为：

其中，参数J_ij(i＝1,2；j＝1,2)表示π/4简缩极化SAR相干矩阵的第i行、第j列元素，G＝(g₀,g₁,g₂,g₃)^T是Stokes矢量，g_k(k＝0,1,2,3)表示Stokes矢量第k行的元素；Stokes矢量与全极化SAR数据间的对应关系为：

4.根据权利要求3所述的π/4简缩极化合成孔径雷达建筑物区域提取方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下分步骤：

S21：利用所述步骤S1获取的简缩极化SAR相干矩阵J₂，计算得到非负实特征值λ₁和λ₂，λ₁和λ₂的表达式为：

S22：计算简缩极化雷达植被指数RVI和各向异性度PA，构建RVI和PA参数，构建RVI/PA平面，用于划分不同地物类型，前述两简缩极化参数的表达式为；

其中，参数μ＝λ₂/λ₁；

S23：计算可用于描述与雷达视线方向存在大型倾斜角度的倾斜建筑物区域的简缩极化参数P_LB，该参数的表达式为：

5.根据权利要求4所述的π/4简缩极化合成孔径雷达建筑物区域提取方法，其特征在于：所述步骤S3包括：

利用RVI、PA和P_LB，构建水体提取器、建筑物区域平行/垂直于雷达视线方向的正交建筑物区域提取器和建筑物区域与雷达视线方向存在大型倾斜角度的倾斜建筑物区域提取器，上述提取器的表达式为：

水体提取器：D_W＝(1-RVI)·PA

正交建筑物区域提取器：D_OB＝(1-RVI)·(1-PA)

倾斜建筑物区域提取器：

6.根据权利要求1所述的π/4简缩极化合成孔径雷达建筑物区域提取方法，其特征在于：所述步骤S4包括以下分步骤：

S41：在图像中选取正交建筑物区域、倾斜建筑物区域和非建筑物区域的典型区域用于统计分析，绘制统计直方图，选取直方图曲线交点作为不同类型区域判定阈值，直观对比分析不同提取器对应的阈值；

S42：利用步骤S41获取的提取器阈值，分别得到倾斜建筑物区域和正交建筑物区域提取结果：

正交建筑物区域提取结果：

倾斜建筑物区域提取结果：

其中，T_W，T_OB和T_LB分别对应水体提取器、正交建筑物区域提取器和倾斜建筑物提取器的阈值；

S43：将步骤S42获取倾斜建筑物区域提取结果和正交建筑物区域提取结果相融合，得到最终的研究区域建筑物提取结果。