近些年来，地震等自然灾害频发，给人类生命财产安全造成巨大的损失。研究表明，地震发生后建筑物损毁所引起的人员伤亡占总人员伤亡的95%。因此，地震灾害发生后，建筑物损毁情况的快速准确评估对于紧急救援具有十分重要的意义。SAR具有不受云雨天气影响可快速对地成像的优势，是灾后建筑物损毁评估的重要手段。极化SAR通过收发极化状态正交的电磁波获取目标信息，极大地提高了对目标散射特性的测量能力，因此，基于极化数据的建筑物损毁评估方法逐渐成为研究的重点。目前，L、C、X波段是国内外SAR卫星的常用波段，但缺少其他波段SAR数据的积累和应用效果的评价。Ku波段具有更短的波长，是无人机载SAR发展的一个重要趋势，可满足用户对地高分辨率观测、动目标监测等特定需求。针对这一问题，中国科学院空天信息创新研究院邵芸研究员、张风丽副研究员团队利用“微波特性测量与仿真成像科学实验平台”开展了建筑物Ku波段极化SAR成像仿真实验，提取了对建筑物损毁评估最有效的极化参数，可以为灾害损毁快速评估提供信息支持。该工作拟发表在《雷达学报》2020年第3期“雷达遥感应用”专刊“建筑物Ku波段极化SAR成像仿真及损毁评估特征分析”（庞雷，张风丽，王国军，刘娜，邵芸，张家萌，赵钰川，庞蕾），现已网络优先出版。该文首先介绍利用“微波特性测量与仿真成像科学实验平台”开展的建筑物Ku波段极化SAR仿真实验（图 1）。该平台尺寸为24m×24m×17m，可对多类目标或场景（尺寸1cm×1cm×1cm~4m×3m×3m）进行0.8~20 GHz频率范围内的微波散射特性测量和SAR成像仿真。利用近似真实建筑材料制作了某建筑物目标1：50倍的三维缩比模型，然后利用该平台测量建筑物目标损毁前后Ku波段、50°入射角、不同方位角（0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 180°）下的全极化SAR仿真图像。图2所示为利用转台旋转成像获得的完好与损毁建筑物目标0°方位角下的HH、HV、VH、VV极化图像，实验测量分辨率为5 cm，对应实际分辨率1.25 m。
图1 “微波特性测量与仿真成像科学实验平台”内景
图2 建筑物目标损毁前后Ku波段、50°入射角、0°方位角下的全极化SAR仿真图像
利用H/A/α分解、Yamaguchi分解、Touzi分解等极化分解方法提取分析了建筑物损毁前后Ku波段极化特征的分布规律。结果表明，Yamaguchi分解得到的去定向后的体散射分量、二次散射分量占比以及Touzi分解得到的α_s1分量对于Ku波段建筑物损毁评估具有较好的指示意义（图3）。通过与X波段实验测量结果的对比，发现Ku波段对建筑物损毁评估更敏感，这对于未来雷达遥感应用具有重要的启发意义。
图3 建筑物损毁前后极化参数的变化规律