《测绘学报》:极化干涉SAR地表覆盖层“穿透测绘”技术

本文转自：新华网
穿透测绘可以定义为利用长波雷达等现代对地观测技术对植被、冰雪、沙漠等地表覆盖层进行穿透测量，并反演地表覆盖层空间几何、内部结构属性及其动态变化过程。
而极化干涉SAR地表覆盖层穿透测绘则是将PolSAR极化测量引入InSAR干涉测量，形成极化干涉SAR(PolInSAR)技术。 PolInSAR技术既对散射体的形状和方向敏感，又对散射体的空间分布和高度敏感，能够区分同一分辨单元内发生的混合散射机制对应的不同散射中心，从而确定覆盖层中不同介质层对应的高度。如在植被覆盖区，利用具有一定空间基线的两景长波极化SAR影像进行干涉，可以同时获取森林覆盖区植被类别、土壤湿度、森林高度、森林垂直结构及林下地形等多维度几何与物理属性信息。

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极化干涉SAR地表覆盖层穿透测绘可以在植被覆盖层、冰雪覆盖层以及沙漠覆盖层进行测绘。其中植被覆盖层包括植被高度反演、森林垂直结构反演、生物量估算、林下地形反演。冰雪覆盖层包括SAR信号冰雪区穿透深度估计，冰雪层属性参数反演以及冰雪覆盖层垂直结构探测。沙漠覆盖层则包括SAR信号沙漠区穿透深度估计、沙层水分含量反演以及沙漠区次地表结构探测。
PolInSAR穿透测绘面临的挑战有哪些？
1.全极化SAR信号与地表覆盖层的交互过程解译与建模
由于地表覆盖层几何结构的多样性及物理属性的复杂性，现有全极化SAR散射机理无法全面揭示极化SAR信号散射规律。
【《测绘学报》:极化干涉SAR地表覆盖层“穿透测绘”技术】2.多源PolInSAR地表覆盖层空间几何、结构属性信息反演方法
相比传统InSAR相位测高， PolInSAR穿透测绘联合相位、相干性及极化信息对监测目标的几何与物理信息进行反演，进而对反演方法提出了更高的要求。
3.PolInSAR系统研制与地面试验场建立
穿透测绘理论与算法的研究尚处于探索阶段，需要灵活机动的机载、无人机载PolInSAR系统在标准化试验场地开展原理性试验，支撑理论与算法研究。
受地表覆盖层极化SAR散射机理不完备、散射模型不全面、硬件设施不稳定等因素的限制，穿透测绘理论与算法研究尚处于探索阶段。但随着以我国陆地探测一号01组A/B星为代表的新一代PolInSAR系统的成功发射，我们拥有了更加适合研究极化干涉SAR地表覆盖层穿透测绘的平台，相信在不久的将来，遇到的困难会不断被解决，穿透测绘未来将成为对地观测领域的研究重点。

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《测绘学报》创刊于1957年，由中国科学技术协会主管、中国测绘学会主办、《测绘学报》编辑部编辑、测绘出版社有限公司出版的综合性学术刊物。《测绘学报》曾荣获中国精品科技期刊、百种中国杰出学术期刊、中国国际影响力优秀学术期刊、全国优秀测绘期刊等称号，入选中国科协精品科技期刊工程项目、中国科技期刊卓越行动计划项目，并被国内外多个重要数据库收录，是我国测绘地理信息科学领域具有重要影响力的学术期刊。