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SAR遥感除了全天时、全天侯、可以弥补光学遥感在天气不佳时难以获取影像的缺陷外,它在人工地物探测方面也有自己独到的优势,因此是城市信息获取所不可或缺的重要手段。近年来,SAR的空间分辨率在不断提高,分辨率在1m-3m的VHR(Very-High Resolution)系统和分辨率明显优于1m的UHR(Ultra-High Resolution)系统得到了蓬勃发展,为SAR在城市领域的应用奠定了良好基础。然而,高分辨率下城市SAR散射现象更加复杂,人工地物呈现出的结构零散而不连续,使得解译变得十分困难;同时,尺度效应决定着采用过高的分辨率反而不利于确定地物的整体形态,使得高分辨率SAR至今没有发挥出自身优势、得到广泛而充分的利用。 本文围绕“如何利用VHR和UHR SAR的分辨率优势”以及“怎样在VHR和UHR SAR影像中有效提取以人工地物为主的城市信息”这两大问题,总结了城市高分辨率SAR数据处理的三个要点,包括“注重统计分析及统计模型建立”,“注重新特征的引入”,以及“针对具体应用采用一体化的数据处理方式”,并在此基础上对高分辨率SAR城市信息提取方法及应用进行了研究,主要工作和成果包括: (1)针对传统方法在城市区提取建筑物分布效果不佳,以及高分辨率条件下建筑物训练样本选取困难的问题,采用杂交介质统计模型并结合建筑物的各向异性特征,分别为单极化和全极化VHR SAR影像设计了非监督的建筑物分布自动提取方法,显著提高了城市建筑物分布的提取效果。经实际数据验证,这两种方法均能实现复杂城市区的大范围建筑物分布自动获取,在方法实现中几乎不需要先验知识,在城市应用中将发挥重要作用; (2)针对UHR SAR城市信息提取缺乏有效理论及方法的问题,研究了基于复广义高斯分布的UHR SAR统计建模方法,并首次引入非高斯程度和复分布非圆程度两个广义高斯衍化参数,分析了它们在城市地物解译中的重要作用和意义,在此基础上提出了基于广义高斯及其衍化参数的UHR SAR信息提取框架,并基于这一框架成功对国产Ka波段0.03m×0.15m分辨率SAR数据进行了人工地物细节提取,这一具有开拓性的模型框架的提出将为UHR SAR的后续研究及应用奠定重要基础,并对这一级别分辨率的数据提出了新的研究需求和应用方向; (3)针对城市区高分辨率SAR数据对前端处理较为敏感的问题,提出了针对具体的应用目标,从原始数据开始采用一体化的数据处理方式对信息提取效果进行提高的技术手段,并以人工地物的识别为例,设计了两种一体化人工地物指数提取方法,采用真实数据证实了该方法的有效性以及一体化处理对人工地物提取效果的积极影响,表明“一体化”思想在SAR城市应用中具有重要作用和意义。 本文的研究成果对于推动SAR在诸如城市规划、城市化发展监测、城市生态环境评价、灾害评估等领域的应用具有重要意义。