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作为河洛地区的典型遗址,汉魏故城和汉函谷关遗址是“丝绸之路:长安-天山廊道路网”世界遗产项目的重要遗址点,随着国家“一带一路”战略的实施,其考古价值越发重大。多模式、多分辨率的雷达遥感为考古提供了新数据源、新方法和新技术支持。论文对雷达遥感在河洛地区典型遗址考古研究中的植被覆盖面积大、物候期长、遗址识别的尺度单一,漏检率高等问题进行研究,提出了基于时序植被指标的“两步分类法”,基于微地形指标的不同尺度考古遗存识别方法和用于深埋藏遗存文化层界面分层的联合瞬时属性方法(Instantaneous Attributes Integration,I AI)。主要研究内容如下:(1)从雷达遥感工作特性出发,深入研究了雷达遥感考古的工作机理;从图像质量参数和典型地物对雷达波束的反应两方面系统研究分析了合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)和探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)考古工作的异同点,引入星地双尺度观测策略,完成了从SAR到GPR“星地一体”遥感数据在考古工作中的集成与交叉验证。(2)针对目前基于植被指标的雷达遥感考古研究主要集中于单时相、长波段(L、C波段)SAR数据的问题,研究分析了多时相X波段COSMO-SkyMed数据的后向散射系数值,提出了一种基于时序植被指标的“两步分类法”。以汉魏故城遗址为研究区,20景多时相X波段COSMO-SkyMed影像为数据源,计算遗址区/非遗址区地表冬小麦样本在多时相SAR影像中的后向散射系数、在数值上的差异及其相应的时序平均均值差值,设定第一步时序植被指标筛选阈值,计算筛选出的影像后向散射系数均值、方差以及交汇点值,确定第二步的时序植被指标筛选阈值,完成“两步分类法”疑似遗址区识别。地球物理探测手段验证了论文提出的基于时序植被指标的“两步分类法”的准确性,为汉魏故城遗址的挖掘提供了有效信息,同时揭示了多时相X波段SAR数据在考古探测中的适用性。(3)针对目前雷达遥感考古研究中遗址识别的数据源和遗存类型尺度单一,漏检率高的问题,借助多分辨率、多传感器SAR数据的强度信息和相位信息,研究并提出了基于微地形指标的不同尺度考古遗存识别方法。该方法通过对多时相、中分辨率L波段PALSAR影像的强度信息进行时序叠加平均处理,抑制斑噪,实现有效信息的增强,完成大尺度汉函谷关防线走势监控和小尺度汉函谷关关楼等精细遗存的识别;通过对高分辨率、X波段TerraSAR/TanDEM影像进行干涉处理,提取出汉函谷关遗址高精度数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),以此为基础实现对大尺度汉函谷关总体防线走势判断;通过对单时相超高分辨率(0.5m)的X波段Staring Spotlight模式TerraSAR影像进行滤波、地理编码等过程的处理,识别出精细遗存,如烽火台遗存、夯土外墙等。结果表明在雷达考古中,结合微地形指标,利用多尺度(多分辨率、多传感器)SAR数据可以高精度识别不同尺度的考古遗存。(4)针对目前GPR属性信息在考古中的应用较少、缺乏联合属性信息考古探测实例等问题,提出一种用于文化层界面分层的IAI方法。该方法在分析GPR信号的瞬时幅度、瞬时相位和瞬时频率时序波谱特征的基础上,将瞬时幅度和归一化后的瞬时频率相乘,完成联合瞬时属性方法的数据处理,实现晚时信号增强,提高古道路遗存相邻介质分界面的定位精度。以汉函谷关古道路遗存识别为例,利用IAI方法对古道路遗址进行识别,相对于传统GPR数据处理方法,可以获取遗存更可靠的位置信息,实现河洛地区典型遗址基于探地雷达属性指标的雷达遥感考古。