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全書針對我國北方旱地秋收作物主要生長期內云雨霧天氣頻繁，無法獲取足量有效的光學遙感影像，嚴重制約了農作物遙感監(jiān)測的準確性和時效性；而合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)雖具有全天候監(jiān)測地表能力，但現(xiàn)有研究利用星載SAR數(shù)行旱地作物分類研究的精度普遍不高等問題，選取我國華北地區(qū)的河北省衡水市為典型研究區(qū)，利用多波段多源多格式多時相極化SAR數(shù)行旱地作物(玉米和棉花等)分類研究，分析SAR系統(tǒng)工作頻率、SAR數(shù)據(jù)獲取時相、特征提取、極化分解方法等因素對農作物分類精度的影響，優(yōu)選適合旱地作物極化SAR分類的波段、特征及時相，旨在為改善旱地作物SAR遙感監(jiān)測的精度和效率提供參考依據(jù)。

本書依據(jù)作者承擔的中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項項目“基于多時相極化SAR數(shù)據(jù)的旱地作物散射機制研究”（No.1610132019010）、“基于合成孔徑雷達數(shù)據(jù)的旱地作物識別與長勢監(jiān)測研究”（IARRP-2017-16）和國家自然科學基金項目（41801290，41531179）的研究成果編著而成。全書針對我國北方旱地秋收作物主要生長期內云雨霧天氣頻繁，無法獲取足量有效的光學遙感影像，嚴重制約了農作物遙感監(jiān)測的準確性和時效性；而合成孔徑雷達（Syn-thetic Aperture Radar，SAR）雖然具有全天候監(jiān)測地表能力，但是存在現(xiàn)有研究利用星載SAR數(shù)行旱地作物分類研究的精度普遍不高等問題，選取我國華北地區(qū)的河北省衡水市為典型研究區(qū)，利用多波段多源多格式多時相極化SAR數(shù)行旱地作物（玉米和棉花等）分類研究，分析SAR系統(tǒng)工作頻率、SAR數(shù)據(jù)獲取時相、特征提取、極化分解方法等因素對農作物分類精度的影響，優(yōu)選適合旱地作物極化SAR分類的波段、特征及時相，旨在為改善旱地作物SAR遙感監(jiān)測的精度和效率提供參考依據(jù)。全書共分9章，主要內括：①極化SAR農作物分類的研究現(xiàn)狀與存在問題分析；②極化SAR工作原理與數(shù)據(jù)源介紹；③多特征多時相下的極化SAR農作物分類研究；④基于后向散射機制的旱地作物分類研究；⑤基于緊致極化和偽全極化SAR的農作物分類研究；⑥基于極化SAR數(shù)據(jù)的農用地膜提��；⑦多波段極化SAR數(shù)據(jù)旱地秋收作物分類：⑧基于GF-3衛(wèi)星影像的旱地作物分類研究；⑨研究結論與展望。
　　全書具有較強的系統(tǒng)性、創(chuàng)新性和實用性，可供從事農業(yè)遙感、雷達遙感、農業(yè)農村社會經(jīng)濟調查、地學、生態(tài)、環(huán)境等領域的科研與技術人員以及高等院校相關專業(yè)師生參考使用

第一章緒論

第一節(jié)研究背景及意義

農作物分類是農情遙感監(jiān)測的重要環(huán)節(jié)，一步開展農作物長勢、產量等專題監(jiān)測的前提(楊邦杰等，2002；田海峰等，2015)。及時、準確地獲取農作物類型、面積及空間分布信息，可為農業(yè)結構的合理調整提供科學依據(jù)，對指導農業(yè)生產、合理分配農業(yè)資源以及保障國家糧食具有重要意義(唐華俊等，20pan style="font-family:宋體">；史飛飛等，2018)。光學遙感因具有客觀、準確、監(jiān)測范圍廣、成本低等優(yōu)點，已廣泛應用于農作物分類研究。20世紀80年代以來，國內外眾多學者基于光學遙感影像對不同時空尺度和種植結構下的農行了大量的農作物分類與長勢監(jiān)測研究，在理論和方法層面都得到了長足的發(fā)展(劉吉凱等，20pan style="font-family:宋體">；謝登峰等，20pan style="font-family:宋體">；Turker et apan style="font-family:宋體">．，201pan style="font-family:宋體">。以往的研究表明。結合農作物的物候信息，光學遙感影像可以準確區(qū)分農作物類型和狀況。但是，在農作物生長的關鍵物候階段，由于受到云雨霧天氣的影響，足量、連續(xù)、清晰的光學遙感影像常難以獲取。受影像的質量和數(shù)量所限，農作物面積監(jiān)測和制圖的準確性、時效降低(王迪等，2014)。

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)遙感技術不依賴太陽光成像，也不受天氣條件的制約，具有全天時、全天候監(jiān)測地表信息的能力。早期(1989--200pan style="font-family:宋體">年)的農作物SAR分類研究受到雷挾持術靜屠7k名傅用單極化影像作為數(shù)據(jù)源，可選取的極化方式僅為VV或HH。因此學者們分析不同地物后向散射系數(shù)的差異，探究其時域變化特征開展農作物分類研究(Le T0an et apan style="font-family:宋體">．，1989：Aacher et apan style="font-family:宋體">．，1995；Ribbes et apan style="font-family:宋體">．，1999；Shao et apan style="font-family:宋體">．，200pan style="font-family:宋體">，楊沈斌等，2008)。此時基于SAR的農作物分類研究對象單一，大多為水稻，并且僅利用單極化、單頻率的信息，分類精度普遍不高年來．機載、星載SAR及其應用發(fā)展迅速，為SAR影像的應用提供了數(shù)據(jù)保障。隨著ALOS PALSAR、RADARSAT．2、TerrasAR．X、GF．3等相繼發(fā)射升空，全極化SAR數(shù)據(jù)在農業(yè)監(jiān)測中的應用變得更為廣泛。全極化SAR(簡稱極化SAR)，具有4個極化通道，是建立在傳統(tǒng)SAR系統(tǒng)上的一種新型SAR系統(tǒng)，通過電磁波不同的發(fā)射和接收方式的組合對地行全極化測量。相比單、雙極化，全極化數(shù)據(jù)對目標地物的形狀、尺、空間分布和方向更加敏感，能夠更全面地刻畫觀測目標的散射機制從而提供更豐富的地表信息，在農作物分類方面有巨大的應用潛力(孫政等，20pan style="font-family:宋體">；Liu et apan style="font-family:宋體">．，2019)。

遙感在大范圍的農情監(jiān)測中有著不可替代的作用，其中光學遙感受云雨天氣影響較大，在作物生長關鍵期往往無法獲得足量清晰的光學遙感影像，嚴重影響了遙感作物識別的準確性和時效性，而合成孔徑雷達能夠全天時、全天候對地物目行監(jiān)測。和光學數(shù)據(jù)不同。極化SAR數(shù)含了目標的散射矩陣、幾何結構細節(jié)和介電常數(shù)信息，對地表植被散射體的幾何形狀、高度都很敏感，能夠彌補光學遙感的不足，在農作物識別和監(jiān)測中具有優(yōu)勢。

SAR傳感器的不斷完善和極化SAR圖像處理技術的不斷發(fā)展，基于SAR數(shù)據(jù)在作物分類識別、土地覆蓋／利用等方面的研究也逐漸增多。但依然存在以下不足：其一，當前研究多以識別水稻為主，對于難以識別的旱地作物研究較少；其二，目前對旱地作物識別精度不高均識別精度不足85％；其三，缺乏對不同作物散射機制及其隨時相變化的研究，導致分類算法機理性不足，普適性較差。為此，本研究擬開展應用多時相全極化SAR數(shù)據(jù)的旱地作物識別研……

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