极化信息能丰富合成孔径雷达(SAR)数据的信息量,在农业、环境、海洋、森林、军事等领域取得了广泛的应用,但由于全极化SAR的分辨率相对单极化SAR较低,幅宽仅有双极化SAR的一半,其实际应用成本较高,在大范围海洋监测和地表环境监测中的应用受到一定限制。简缩极化SAR的概念诞生于2005年,是具有特殊极化信号收发组合的双极化SAR,目前已提出3种模式。
图1 三种模式简缩极化SAR极化信号收发组合:(a)π/4模式;(b)DCP模式;(c)HP模式
作为一种包含较为丰富极化信息、并能实现较大幅宽观测的新型双极化系统,简缩极化SAR在过去的十余年中引起了科研人员的广泛关注。2012年4月,IRSO发射了首颗具有简缩极化对地观测能力的RISAT-1卫星;2014年,日本发射ALOS-2卫星,将HP模式作为实验模式;2019年,加拿大发射3颗雷达卫星星座任务(RCM)卫星,将HP模式作为其主要工作模式,未来将服务于海洋监测、灾害管理、农林生态系统监测、海岸变化监测等领域。目前,简缩极化科研人员已利用模拟简缩极化SAR和RISAT-1获取的真实简缩极化SAR数据开展了许多简缩极化SAR数据处理方法与应用研究。中国科学院空天信息创新研究院张红研究员团队在其多年研究工作的基础上,对简缩极化SAR的数据处理方法及简缩极化SAR在农业领域和海洋领域的应用进行了综述,该工作拟发表在《雷达学报》2020年第1期“合成孔径雷达技术”专刊2“简缩极化SAR数据处理与应用研究进展”(许璐,张红,王超,吴樊,张波,汤益先),现已网络优先发表。论文首先总结了简缩极化SAR的全极化信息重建方法和极化分解方法,对不同方法的特点和适用范围进行总结。随后,总结了近十余年来简缩极化SAR在农业和海洋应用领域的主要研究成果,总结简缩极化SAR在这些应用中的效果,并对其发展方向进行了分析与展望。
图2 DCP模式H/α分解特征空间