极化目标分解的分析介绍，

极化SAR图像上的每个像素的散射矩阵S，在Pauly基下可以写成如下的向量形式：

(4.2-1)

其散射相关矩阵为：

(4.2-2)

对于Cloude的特征值——特征矩阵分解理论，由于相干矩阵[Z]是Hermitian正半定的，因此总是可以通过单位相似变换来对角化:

[Z]=[U3][∧][U3]H

(4.2-3)

其中：

(4.2-4)

其中[∧]为对角化的特征值矩阵，其对角线元素由相干矩阵[T]非负实特征值λi组成，且λ1>λ2>λ3>0，[U3]为单位特征矢量矩阵，其中可以写成：

(4.2-5)

其中散射熵H和散射角α各向异性值A分别为：

(4.2-6)

α=α1p1+α2p2+α3p3

(4.2-7)

(4.2-8)

通过计算H、α，得到其特征图见图4.1。(www.xing528.com)

通过确定每个像素的散射熵H和散射角α以及可以区分目标散射机制的类别，将图像地物类别划分为8类，得到分类结果。

下面介绍各个区域的散射机制(图4.2)。

(1)区域9：低熵面散射。其中散射角α<42.5°。包括几何光学面散射与物理光学面散射，Bragg面散射以及不涉及到HH与VV通道之间180°相位反转的特殊散射现象。L波段以及P波段的水面，L波段的冰面，非常光滑的地面也属于这一类。

图4.1　Oberpfaffenhofen地区极化SAR熵值H(a)与散射角α(b)

图4.2　H/α分类平面图

(2)区域8：低熵偶极子散射。此区域出现在HH和VV通道幅度上具有很大不平衡的强相关度散射机制。如独立的偶极子散射机制，以及强相关朝向的各向异性散射元的植被散射。

(3)区域7：低熵多次散射。此区域(α>47.5°)对应经过偶数次或奇数次反射的散射，如孤立的绝缘或金属性二面角散射物的散射。

(4)区域6：中熵面散射。这个区域反映了由散射面粗糙度引起的熵的增加。在面散射理论中，低频散射如Bragg散射的熵值为0，高频散射如几何光学散射的熵值也为0。然而，介于这两类散射极限之间，由二级波传播的物理特性和散射机制，会导致熵的增加，因此当表面粗糙度改变时，散射熵会增加，如包含扁平球散射元的面散射熵可以到到0.6～0.7。

(5)区域5：中等熵植被散射。此区域是一个中等大小熵区域，其主要散射机制为偶极子散射。这个区域包含的散射是植被覆盖面，散射面中包含有各向异性散射元，具有中等的散射元朝向角相关度。

(6)区域4：中等熵多次散射。这个区域主要是具有中等散射熵的二面角散射。一种是在森林中，当P波段或L波段的电磁波穿过树冠后，会发生双反射散射机制，其中树冠的作用就是增加散射熵大小。另一种是在市区，因为市区有密集的多次散射中心。

图4.3　德国Oberpfaffenhofen 地区H-α Wishart分类结果图

(7)区域3：高熵面散射。这一类散射并不在H-α平面的合理区域内，因为熵H>0.9的面散射不能区分，随着熵增加，分类能力较差。这也说明了雷达极化对低熵更有效。

(8)区域2：高熵植被散射。当α=45°,H=0.95的时候，就会出现体散射。这类散射体可以是一团各向异性的针状粒子，也可以是一团低损耗对称粒子。这两种情况的散射熵都在0.9以上。当熵继续增加，H-α平面上的合理区域将变小，森林树冠的散射就落在这个区域内，一些植被覆盖的、具有高度各向异性的散射元构成的散射面，也会落在这个区域内。

(9)区域1：高熵多次散射。此类散射的熵H>0.9，虽然散射熵比较高，仍然可以区域去双反射散射机制。此类散射可以发生在森林中，也可以发生在枝干与树冠发育完整的植被区域。

利用德国Oberpfaffenhofen地区全极化SAR数据按照H-α分类方法进行分类，除去区域3这种不可能出现的散射物，可以把地物类别分成8类，分类结果如图4.3所示。

如图4.4所示，H-α-A分类平面是在H-α分类平面上增加了一维，各向异性值A范围是0～1，可以将其一分为二，即0～0.5与0.5～1 。通过H-α分类平面可以将地物分为8类，因此H-α-A平面可以将地物划为16类。德国Oberpfaffenhofen地区ESA全极化SAR数据H-α-A分类结果如图4.5所示。

图4.4　H-α-A分类空间

图4.5　德国Oberpfaffenhofen地区H-α-A分类结果