联合虚实SAR影像的灾区地物紧缩极化-全极化信息迁移与解译研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41901284
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0113.遥感科学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Synthetic Aperture Radar (SAR) can image all-weather and all-time, and its full polarization (FP) mode can obtain the complete backscattering information of targets, so it is an ideal sensor to observe the disaster areas. However, in terms of sensor system, the imaging width and spatial resolution in the FP mode are very limited; in terms of image data, historical images accumulated in the past are often difficult to apply to the current disaster interpretation task, because of the differences of incidence angle, working frequency, temporal and spatial attributes, etc., between historical images and the current image. This project focuses on the above problems, and plans to design a two-stage coupling deep network under the framework of adversarial training, which can make full use of real/virtual SAR data to construct an accurate reconstruction model from compact polarization (CP) data to FP data, and thus the contradiction between polarization information diversity and wide-range/high-resolution will be alleviated; by introducing the transfer learning, this project plans to propose a cross-image information sharing method based on the statistical characteristics of FP data, which will make the historical data more useful. Finally, the disaster interpretation task is completed by combining current/historical data. This project can not only improve the practical application potential of SAR data and provide support for disaster assessment and rescue activities, but also provide reference for the follow-up research and development of CP-SAR satellite in China. It has important scientific significance and application value.
合成孔径雷达(SAR)可全天时全天候成像,其全极化模式(FP)更可获取目标完整后向散射信息,因而是观测灾区的理想传感器。但在系统方面,FP观测的幅宽与空间分辨率十分受限;在数据方面,长期积累的历史影像往往由于与当前影像间存在入射角、工作频率、时空属性等因素差异而导致历史信息难以应用于当前灾害解译工作。本项目聚焦于上述问题开展研究,拟在对抗训练框架下设计二段耦合式深度网络,充分利用真实/虚拟SAR数据构建从紧缩极化(CP)数据到FP数据的精确重构模型,缓解极化信息多样性与大幅宽、高分辨率间的矛盾;在迁移学习思想引导下,拟基于FP数据统计特性建立适用于FP数据的跨影像信息共享方法,降低历史数据的应用门槛;最终,联合当前/历史数据完成灾害解译工作。本项目既可提高雷达数据实际应用潜力,为灾情评估、救援活动提供支撑,又可对后续我国研发CP模式雷达卫星提供参考,具有重要的科学意义和应用价值。

结项摘要

合成孔径雷达(SAR)可全天时全天候成像,其全极化模式(FP)更可获取目标完整后向散射信息,因而是观测灾区的理想传感器。但在技术上,SAR在FP模式下观测幅宽与空间分辨率受限;在实践上,新旧平台获取的FP影像存在成像参数差异,导致二者难以协同应用于灾害解译。本项目针对上述问题开展了一系列研究工作:首先在对抗学习框架下构建了适用于SAR复数域数据输入形式的深度网络模型,利用真实SAR影像和模拟SAR影像联合完成网络训练,实现从紧缩极化(CP)数据到FP数据的重构,缓解了FP影像大幅宽与高分辨率难以兼顾的问题;随后在迁移学习思想引导下,结合SAR数据统计分布设计了特殊的复数域Bregman散度形式及其优化求解策略,以此在成像参数差异条件下实现跨影像信息共享,提高了历史数据重用效率和新旧影像协同效果;最后,基于FP影像开展了房屋倒塌、海洋溢油和城市内涝等典型灾害解译。本项目的研究成果可以为提高SAR数据应用潜力以及灾情评估和相关的灾后救援活动提供支撑,具有较高的科学意义和应用价值。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Scatter Matrix Based Domain Adaptation for Bi-Temporal Polarimetric SAR Images
基于散点矩阵的双时态极化 SAR 图像域自适应
  • DOI:
    10.3390/rs12040658
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Remote Sensing
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Weidong Sun;Pingxiang Li;Bo Du;Jie Yang;Linlin Tian;Minyi Li;Lingli Zhao
  • 通讯作者:
    Lingli Zhao
A Novel Change Detection Method Based on Statistical Distribution Characteristics Using Multi-Temporal PolSAR Data
一种基于多时相PolSAR数据统计分布特征的变化检测新方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Sensors
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Jinqi Zhao;Yonglei Chang;Jie Yang;Yufen Niu;Zhong Lu;Pingxiang Li
  • 通讯作者:
    Pingxiang Li
Soil moisture retrieval over agricultural fields from L-band multi-incidence and multitemporal PolSAR observations using polarimetric decomposition techniques
使用极化分解技术从 L 波段多事件和多时相 PolSAR 观测中反演农田土壤湿度
  • DOI:
    10.1016/j.rse.2021.112485
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Remote Sensing of Environment
  • 影响因子:
    13.5
  • 作者:
    Hongtao Shi;Lingli Zhao;Jie Yang;Juan M. Lopez-Sanchez;Jinqi Zhao;Weidong Sun;Lei Shi;Pingxiang Li
  • 通讯作者:
    Pingxiang Li

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其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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