شناسايي كشتي با استفاده از توسعه تحليل‌هاي زيرمنظر تصاوير رادار با روزنه مجازي در داده‌هاي پلاريمتري

نظارت بر نواحي دريايي با استفاده از سنجش از دور به دلايل امنيتي و همچنين به جهت حفاظت از محيط زيست، امري لازم و حياتي است. رادار با روزنه مجازي با در نظر گرفتن امكان اخذ تصاوير با وضوح بالا در هنگام شب و در هر شرايط آب و هوايي مي‌تواند نقش مهمي را در اين زمينه ايفا كند. اخيراً روش‌هايي تحت عنوان تحليل‌هاي زيرمنظر با هدف حفظ اطلاعات اهداف نقطه­اي مانند كشتي در طيف تصوير رادار با روزنه مجازي پيشنهاد شده است. در تحليل‌هاي زيرمنظر، همبستگي كشتي‌ها در دو تصوير زيرمنظر حفظ مي‌شود. براساس اين ويژگي، در اين مقاله ابتدا با استفاده از داده‌هاي پلاريمتريك، اطلاعات پايه‌هاي پلاريزاسيون مختلف و استخراج ويژگي از آماره‌هاي مرتبه دوم و با توجه به اين كه همبستگي كشتي‌ها در تصاوير زيرمنظر حفظ مي‌شود؛ همبستگي مختلط بين زيرمنظرها محاسبه مي­شود. سپس با استفاده از معياري وابسته به هر چهار كانال پلاريمتري و اطلاعات تمامي پايه‌هاي پلاريزاسيون، شناسايي كشتي‌ها از پس‌زمينه اقيانوس‌ها و دريا‌ها صورت مي­گيرد. در روش پيشنهادي، شناسايي كشتي بر روي داده‌هاي اخذ شده به وسيله سنجنده فضابرد رادارست2 در باند C از منطقه سانفرانسيسكو پياده­سازي شده و نتايج آزمايشات نشان مي­دهد كه روش ارائه شده مي‌تواند كشتي را از پس‌زمينه (كلاتر آب) با تضاد بهينه و دقت مطلوب شناسايي نمايد. به طوري كه روش پيشنهادي به لحاظ عملكرد شناسايي دقيق تر از روش‌هاي ديگر پلاريمتري و همچنين روش‌هاي مبتني بر تحليل‌هاي طيفي است.

The monitoring of maritime areas with remote sensing is essential for security reasons and also for the conservation of environment. The synthetic aperture radar (SAR) can play an important role in this matter by considering the possibility of acquiring high-resolution images at nighttime and under cloud cover. Recently, the new approaches based on the sub-look analysis for preserving the information of point targets (such as ship) in the spectrum of the SAR image have been proposed. In the sub-look analysis, the correlation of the ships in two sub-look images is preserved. Based on this property, in this paper first by using the second order statistics of polarimetric SAR data and the information of different polarization bases, the complex correlation between sublook images is calculated. Then, using a criterion dependent on each of the four polarimetric channels and all polarization bases, the identification of ships from the sea is carried out. The proposed ship detection method is implemented on RADARSAT-2 image at C-band of Sanfrancisco area. The experimental results demonstrate that the method can discriminate the ships from background (sea clutter) with optimal contrast and desirable accuracy. The accuracy of the proposed method is about 19 and 17 percent better than other polarimetric methods and about 30, 2 and 35 percent better than the methods based on the spectral analysis.