基于非极化分量的SAR图像海洋锋特征增强方法

赵亚威，孙 凯，种劲松

（1.中国科学院 空天信息创新研究院，北京100094；2.微波成像技术国家级重点实验室，北京100190；3.中国科学院大学，北京100049）

1 引 言

海洋锋是指海洋中性质明显不同的两种或多种水体之间的狭窄过渡带［1］，海洋锋的研究在海洋渔业、军事、海上救援等方面具有重要意义［2］。合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）凭借其全天时、全天候、探测范围广的优势［3，4］，广泛应用于海洋遥感领域，是海洋锋观测的重要传感器。

受海面整体运动、海面后向散射系数相对低以及海况的影响，海洋锋在SAR图像中特征较弱，给后续应用带来困难，亟需开展海洋锋特征增强方法的研究。常规的图像增强方法大多基于像素点的灰度值进行处理，这些方法对噪声较为敏感，而SAR图像中具有较强的相干斑噪声，往往不能有效地对“有用”区域进行增强［5］。在SAR图像海洋锋的研究中，通常使用滤波的手段进行预处理［6，7］，以提升海洋锋特征。

相比于上述传统图像增强及单极化SAR数据滤波方法，多极化SAR数据进行海洋锋特征增强能够获得更加丰富的目标散射信息。多极化SAR数据能够有效区分不同类型散射机制的贡献［8］，根据散射机制的不同可以实现海洋锋特征增强。Phillips［9］首次将海洋表面回波分解为Bragg散射分量和非极化分量（Nonpolarized，NP）。Kudryavtsev等［10-12］使用RADARSAT-2双极化数据针对非极化分量开展研究，证明非极化分量能够很好的表征海洋锋现象。Fan等［13］对RADARSAT-2全极化数据进行Bragg散射分量和非极化分量分解，指出在VV和HH极化数据中，海洋锋、内波等现象导致非极化分量的变化比交叉极化（VH和HV极化）更加明显。……