Μαθηματικές Και Ηλεκτρομαγνητικές Μέθοδοι Για Ραντάρ Συνθετικής Απεικόνισης (sar)

Abstract

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, αναπτύχθηκε αρχικά η μαθηματική θεωρία και η μεθοδολογία για τη δημιουργία δεδομένων οπισθοσκέδασης ραντάρ συνθετικής απεικόνισης (SAR). Προσομοιώθηκε σύμφωνα με τη SAR γεωμετρία ένα μοντέλο πλοίου που αποτελείται από σημειακούς σκεδαστές. Κατόπιν, εφαρμόστηκε ο προτεινόμενος αλγόριθμος αυτοεστίασης του διαχωριζόμενου συμφασικού διαστήματος επεξεργασίας (CPI-split autofocusing) σε δύο διαφορετικά σενάρια προσομοίωσης καθώς επίσης και σε πραγματικά δεδομένα από ραντάρ SAR. Τα σενάρια προσομοίωσης και η εφαρμογή στα πραγματικά δεδομένα αποδεικνύουν την προσαρμοστικότητα της διαδικασίας αυτοεστίασης σε διαφορετικές περιπτώσεις και σενάρια απεικόνισης SAR εικόνων. Επιπρόσθετα παρουσιάστηκε μία νέα προσέγγιση για την κατηγοριοποίηση διαφόρων κατηγοριών εδαφών που συναντώνται στις εικόνες ραντάρ συνθετικής απεικόνισης (SAR). Η προτεινόμενη μέθοδος κατηγοριοποίησης εφαρμόζει τον αλγόριθμο της τροποποιημένης fractal υπογραφής (Modified Fractal Signature, ΜFS), ο οποίος βασίζεται στον υπολογισμό των καμπύλων της fractal διάστασης (fractal dimension) και κατόπιν στη σύγκρισή τους για διάφορες υπο-εικόνες που προέρχονται από πραγματικές εικόνες SAR. Τα αποτελέσματα του πίνακα κατηγοριοποίησης που προέκυψε καταδεικνύουν σωστά αποτελέσματα κατηγοριοποίησης βασισμένα σε πραγματικές εικόνες SAR. Τέλος εξετάστηκε μία νέα μέθοδος για τον χαρακτηρισμό της τραχύτητας fractal επιφανειών από οπισθοσκεδαζόμενα δεδομένα SAR. Από τα διαγράμματα του συντελεστή οπισθοσκέδασης ως προς τον κυματαριθμό (συχνότητα) του προσπίπτοντος ηλεκτρομαγνητικού κύματος, προκύπτει ότι καθώς αυξάνει η τραχύτητα της fractal επιφάνειας, τότε η παρατηρούμενη κλίση μεταξύ του κεντρικού λοβού και του πρώτου πλευρικού λοβού επίσης αυξάνεται.