發(fā)布時間：2018-11-05 12:30

【摘要】：極化合成孔徑雷達(Polarimetric Synthetic Aperture Radar,簡稱PolSAR)是一種先進的、工作在微波頻段的成像系統(tǒng),可以不受天氣、光照等因素的約束,全天時全天候地獲取地物目標(biāo)信息。與早期單極化成像雷達相比,極化SAR系統(tǒng)的多通道設(shè)計使其能夠測量得到多種極化方式組合下的散射回波的幅度、相位等極化信息,識別地物的能力更強。因此,極化SAR在圖像分類、目標(biāo)檢測與識別等應(yīng)用領(lǐng)域中引起了越來越廣泛的關(guān)注。跑道作為機場的核心設(shè)施,其自動檢測與識別在無人機和飛機的自主著陸系統(tǒng)、導(dǎo)彈精確打擊、緊急救援等方面具有極其重要的應(yīng)用價值。本文基于地物的極化散射特性,展開了對機場跑道區(qū)域檢測的研究,主要工作內(nèi)容如下:1、將地物的極化散射特性和跑道結(jié)構(gòu)特征相結(jié)合,給出了一種基于Wishart無監(jiān)督分類的極化SAR圖像機場跑道區(qū)域檢測方法。首先應(yīng)用極化散射熵和Freeman分解將PolSAR圖像粗分類,并結(jié)合Wishart分類器對粗分類結(jié)果迭代修正;然后利用機場跑道的弱散射回波特性從分類結(jié)果中提取感興趣區(qū)域(Region of Interest,ROI),最后結(jié)合機場跑道的結(jié)構(gòu)特征對感興趣區(qū)域進行篩選辨識,確定機場跑道區(qū)域的位置。2、針對算法一運算量大的問題,本文研究給出了一種基于超像素的機場跑道區(qū)域檢測方法。該算法首先使用簡單線性迭代聚類方法(Simple Linear Iterative Clustering,SLIC)把PolSAR圖像中位置相鄰、極化特性相似的像素點聚合成一個大小可控的超像素;然后結(jié)合極化散射特性與Wishart分類器對這些超像素分類,并從分類結(jié)果中提取ROI;最后把跑道的結(jié)構(gòu)特征應(yīng)用到ROI篩選辨識中,定位跑道區(qū)域位置。對多組極化SAR實測數(shù)據(jù)進行實驗來驗證各算法的有效性,實驗結(jié)果表明:兩種檢測方法在地物先驗信息少的情形下依然能夠有效檢測機場跑道區(qū)域,推廣性好。在算法運算量上,算法二運算量遠低于算法一,而在邊緣細節(jié)保持以及結(jié)構(gòu)完整上,算法二性能比第一種方法較差。
[Abstract]:Polarimetric synthetic Aperture Radar (PolSAR) is an advanced imaging system working in microwave frequency band. It can obtain the information of ground objects all day and all day without the constraints of weather and illumination. Compared with the early single-polarization imaging radar, the multi-channel design of the polarimetric SAR system enables it to measure the amplitude and phase of scattering echo in a variety of polarimetric combinations, and has a stronger ability to identify ground objects. Therefore, polarized SAR has attracted more and more attention in image classification, target detection and recognition. Runway as the core facility of the airport, its automatic detection and recognition has extremely important application value in UAV and aircraft autonomous landing system, missile accurate strike, emergency rescue and so on. Based on the polarimetric scattering characteristics of ground objects, this paper studies the detection of airport runway area. The main work is as follows: 1. Combining the polarization scattering characteristics of ground objects with the structural characteristics of the runway. A method of airport runway detection based on Wishart unsupervised classification is presented in this paper. Firstly, the rough classification of PolSAR images is made by polarization scattering entropy and Freeman decomposition, and the result of rough classification is modified by using Wishart classifier. Then the region of interest (Region of Interest,ROI) is extracted from the classification results by using the weak scattering echo characteristics of the airport runway. Finally, the region of interest is selected and identified by combining the structural features of the airport runway, and the location of the airport runway region is determined. In order to solve the problem of large computational complexity, this paper presents a super-pixel based detection method for airport runway area. The algorithm firstly uses simple linear iterative clustering method (Simple Linear Iterative Clustering,SLIC) to aggregate the adjacent pixels in PolSAR images with similar polarization characteristics into a controllable super-pixel. Then combining polarization scattering characteristics with Wishart classifier to classify these super-pixels, ROI; is extracted from the classification results. Finally, the structural features of the runway are applied to the ROI screening identification to locate the location of the runway region. The experimental results show that the two detection methods can effectively detect the airport runway area without prior information of the ground objects, and the results show that the two methods can be used to detect the airport runway area effectively. The computational complexity of the second algorithm is much lower than that of the first one, but the performance of the second algorithm is worse than that of the first method in terms of the edge detail preservation and the integrity of the structure.
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN957.52

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郭立斌;羅三定;曾濤;;復(fù)雜環(huán)境下的軍用機場跑道識別算法研究[J];遙感信息;2008年02期

2 李煜;肖剛;;機場跑道異物檢測系統(tǒng)設(shè)計與研究[J];激光與紅外;2011年08期

3 蒲剛;許鵬;任平;薛置瀅;;基于圖像分析的機場跑道毀傷效果評估研究[J];艦船電子工程;2012年02期

4 費智婷;周朝陽;岑小鋒;吳飚;;機場跑道毀傷效果評估系統(tǒng)研究[J];指揮控制與仿真;2012年01期

5 張樹干;趙伯林;;機場跑道不平度的測量[J];激光與光電子學(xué)進展;1983年10期

6 李小毛;唐延?xùn)|;肖潁杰;;多尺度線狀目標(biāo)的機場跑道識別[J];紅外與激光工程;2005年06期

7 應(yīng)龍;欒悉道;吳玲達;;高分辨率遙感圖像中機場跑道快速檢測方法[J];小型微型計算機系統(tǒng);2006年02期

8 Bill Burchell;孫立;;機場跑道安全技術(shù)[J];航空維修與工程;2010年03期

9 操斌;;機場跑道侵入應(yīng)對策略[J];無線互聯(lián)科技;2013年03期

10 朱夢宇,楊裕亮;基于分形特征的機場跑道識別算法的研究[J];紅外技術(shù);2005年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 ;飛行區(qū)運行安全監(jiān)控技術(shù)動態(tài)——悉尼機場跑道安全保障技術(shù)[A];《上海空港》第14輯[C];2012年

2 李增華;馬亞龍;;子母彈對機場跑道封鎖的算法研究[A];中國系統(tǒng)仿真學(xué)會第五次全國會員代表大會暨2006年全國學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

3 王帥;陳立云;袁曦;張漢鋒;;子母彈打擊機場跑道毀傷概率的蒙特卡洛仿真[A];2009系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

4 于海洋;盧小平;甘甫平;;一種基于帶通濾波的機場跑道提取方法[A];中國測繪學(xué)會第九次全國會員代表大會暨學(xué)會成立50周年紀(jì)念大會論文集[C];2009年

5 陳同軍;湯文輝;丁育青;辛健;;機場跑道土層爆炸過程的數(shù)值模擬[A];第六屆全國爆炸力學(xué)實驗技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

6 劉勝利;崔榮耀;;飛機機場跑道不平度模擬試驗技術(shù)研究[A];全面建成小康社會與中國航空發(fā)展——2013首屆中國航空科學(xué)技術(shù)大會論文集[C];2013年

7 謝永利;顧安全;;澳門機場跑道軟基沉降的有限元分析[A];中國土木工程學(xué)會土力學(xué)及基礎(chǔ)工程學(xué)會地基處理學(xué)術(shù)委員會第四屆地基處理學(xué)術(shù)討論會論文集[C];1995年

8 李慶嶸;;一種前視機場跑道識別方法[A];2009通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十四屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

9 安成錦;韓建濤;陳曾平;;基于機場跑道識別的SAR圖像自動配準(zhǔn)算法[A];第十四屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會(CCSP-2009)論文集[C];2009年

10 宋雪靜;吳仁彪;劉家學(xué);;基于GPR的機場跑道災(zāi)害識別[A];第十四屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會(CCSP-2009)論文集[C];2009年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 本報記者 趙瑜;記者連線專家為您解析機場跑道為何破損？[N];中國民航報;2011年

2 記者 徐景明邋通訊員 劉婷婷;廈門機場跑道今晨開始大修[N];廈門日報;2008年

3 本報記者 花為華;蘇中機場跑道走向：東南—西北[N];揚州日報;2010年

4 通訊員 張雪華;鋪筑中非騰飛之路[N];中華建筑報;2012年

5 孫濱;武漢CBD基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)啟動[N];湖北日報;2007年

6 張北光 特約通訊員 王山河;空軍機場跑道實現(xiàn)不停航搶修[N];解放軍報;2003年

7 北大國家發(fā)展研究院研究員法律經(jīng)濟學(xué)研究中心聯(lián)席主任 薛兆豐;論堵[N];經(jīng)濟觀察報;2011年

8 記者 梁圖強;中國大學(xué)生摘空客航空創(chuàng)意賽桂冠[N];經(jīng)濟日報;2011年

9 特約記者 李廣君;生死五秒鐘[N];中國國防報;2010年

10 劉佳峰、王柳根;用新技術(shù)解管理難題[N];解放軍報;2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王彭結(jié);面向機場跑道狀態(tài)檢測的光纖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 王慧科;基于機器視覺的機場跑道異物檢測技術(shù)研究[D];沈陽理工大學(xué);2015年

3 張麗麗;機場跑道場景雷達回波建模與仿真[D];電子科技大學(xué);2014年

4 鄧慧萍;基于統(tǒng)計學(xué)習(xí)的機場跑道異物檢測[D];電子科技大學(xué);2014年

5 雷江;基于機器視覺的機場跑道異物監(jiān)測技術(shù)研究[D];蘭州交通大學(xué);2015年

6 王曉平;煙臺潮水機場跑道建設(shè)項目風(fēng)險管理研究[D];中國海洋大學(xué);2014年

7 李海翔;機場跑道異物監(jiān)測雷達目標(biāo)檢測算法研究[D];電子科技大學(xué);2016年

8 雷家翔;機場跑道異物檢測系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2016年

9 張如如;季節(jié)性溫度變化引起機場跑道“鍋蓋效應(yīng)”數(shù)值及試驗研究[D];浙江大學(xué);2016年

10 張凡;飛機單輪荷載作用下山區(qū)機場跑道動力響應(yīng)研究[D];浙江大學(xué);2016年

，

本文編號：2312085