基于贝叶斯分类的极化sar图像机场跑道检测

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1、硕士学位论文基于贝叶斯分类的极化SAR图像机场跑道检测研究生姓名：常玲导师姓名：韩萍教授2016年4月29日分类号：密级：公开UDC：学号：1304020中国民航大学硕士学位论文基于贝叶斯分类的极化SAR图像机场跑道检测研究生姓名：常玲导师姓名：韩萍教授申请学位级别：工学硕士学科专业名称：信息与通信工程所在院系：天津市智能信号与图像处理重点实验室论文答辩日期：2016年4月29日2016年4月29日TheDetectionofAirportRunwaysBasedonBayesianClassificationinPolSAR

2、ImageADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYCHANGLingSupervisedbyProf.HANPingTianjinKeyLabforAdvancedSignalProcessingCivilAviationUniversityofChinaApril2016基于贝叶斯分类的极化SAR图像机场跑道检测本文得到了以下项目资助：国家自然科学基金委员会重点资助项目（61231

3、017）国家自然科学基金委员会资助项目（61571442,61471365）摘要极化合成孔径雷达（PolarimetricSyntheticApertureRadar，PolSAR）是一种多参数、多通道的微波成像雷达系统，可不受天气、光照等影响对感兴趣区域（RegionofInterest，ROI）进行高分辨率成像。与传统单极化SAR系统相比，极化SAR系统采集的数据包含的地物信息更为全面，可用于提取地物目标的极化散射特性。因此，极化SAR现已被广泛应用于地物目标检测、分类及识别等实际应用中。机场是一种重要的交通运输设施，自身

4、包含很多重要信息，其自动检测技术的研究，在精确打击、紧急救援、军事侦察等众多领域都有着极其重要的应用价值。跑道是机场区域内显著特征之一，可将对检测跑道的研究作为识别机场的基础。因此，本文将重点研究如何从极化SAR图像中检测出机场跑道。本文在研究了极化SAR图像分解、分类方法和跑道极化、结构特性的基础上，给'出两种基于贝叶斯分类的机场跑道检测算法。第一种算法是先利用H/S分类建立典型地物的训练样本模板，再与贝叶斯分类器结合对整幅图像分类，并对所得图像作形态学处理操作以提取出疑似跑道区域，最后根据机场跑道尺寸标准和结构特征判别疑似

5、跑道区域，确定真实跑道区域；第二种算法为克服第一种算法在前期提取疑似跑道区域过程中对样本信息的依赖，提出将h/q分解和贝叶斯迭代分类相结合的无监督分类方法引入到疑似跑道区域的提取中，同时加入跑道的弱回波特性以精确提取跑道区域。选用美国UAVSAR系统在不同机场区域采集的实测L波段全极化SAR数据对上述两种算法进行验证，实验结果说明：两种算法均能有效、正确地检测出真实跑道区域，虚警率低，且检测出的跑道结构完整、细节信息保存良好；相比之下第一种算法实时性更好，能快速准确地检测出跑道区域，第二种算法由于在提取疑似跑道区域过程中采用的

6、是无监督分类方法，没有用到样本信息，实际应用性更强。关键词：极化合成孔径雷达；机场跑道检测；极化散射特性；极化目标分解；贝叶斯分类IAbstractPolarimetricSyntheticApertureRadar(PolSAR)isamulti-parameterandmulti-channelmicrowaveimagingradarsystem.Meanwhile,itisn’taffectedbytheweatherandtimeandcanachievehighresolutionimagingfortheregi

7、onofinterest(ROI).Comparingtothesingle-polarizationSARsystems,thedatacollectedbyPolSARsystemscontainsmorecomprehensivesurfaceinformationandcanbeusedtoextractpolarimetricscatteringcharacteristicoftargets.Therefore,PolSARhasbeenwidelyappliedinmanyfieldssuchastargetsde

8、tection,classification,targetsidentificationandsoon.Airportisanimportantmilitaryandciviliantransportationfacilityandcontainslotsofimportan