合成孔徑雷達(dá)(Synthetie Aperture Radar，SAR)是先進(jìn)的遙感手段，具有全天候、全天時(shí)和大范圍成像觀測等技術(shù)優(yōu)勢。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在陸地、海洋、極地等環(huán)境，在林業(yè)估產(chǎn)、農(nóng)作物估產(chǎn)、草原環(huán)境監(jiān)測、海洋動(dòng)力要素反演、海上船只目標(biāo)監(jiān)測、海冰與冰川監(jiān)測、城市沉降監(jiān)測等方面得到了廣泛的應(yīng)用，已充分展示了其應(yīng)用價(jià)值。但是，通常以來SAR 只有單一通道信息，以黑白圖像示人，遠(yuǎn)不如光學(xué)遙感圖像斑斕多彩，而且由于其獨(dú)特的成像方式，圖像的斑點(diǎn)噪聲較為嚴(yán)重，影響了對(duì)地物目標(biāo)的解譯和分析。21世紀(jì)初，極化 SAR(Polarimetric SAR，POISAR)技術(shù)蓬勃發(fā)展，加拿大 RADARSAT-2、德國 TeraSAR-X和 TanDEM-X、意大利 Cosmo-SkyMed、日本 ALOS-2 以及我國高分3號(hào)等 SAR 衛(wèi)星先后投人使用，這些衛(wèi)星具備雙極化或全極化能力，由此推動(dòng)了極化SAR 在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。本人所在團(tuán)隊(duì)一直密切跟蹤 SAR 遙感技術(shù)的發(fā)展，在國家自然科學(xué)基金、國家863計(jì)劃、海洋行業(yè)公益性專項(xiàng)等項(xiàng)目的支持下，積極開展極化 SAR 的海洋應(yīng)用探索，系統(tǒng)地開展了極化 SAR 對(duì)海冰、船只、溢油、海浪以及海洋內(nèi)波的應(yīng)用研究，研究結(jié)果表明極化SAR 顯著增強(qiáng)了對(duì)海洋要素的觀測能力證明了極化 SAR 在海洋領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

本書系統(tǒng)地介紹了作者所在團(tuán)隊(duì)近年來利用極化 SAR 數(shù)據(jù)開展海洋動(dòng)力要素和海上目標(biāo)探測方面的最新成果，全書共六章。各章內(nèi)容安排如下:第一章為極化 SAR 海洋應(yīng)用概述，首先介紹了極化 SAR 的基本原理，其次從船只、海冰、溢油、內(nèi)波與海浪五個(gè)方面詳述極化應(yīng)用的進(jìn)展情況。

第二章為極化 SAR 船只目標(biāo)探測，首先詳細(xì)介紹了船只目標(biāo)的 SAR 成像機(jī)理和檢測方法，其次針對(duì)小船只目標(biāo)介紹了所發(fā)展的極化SAR 小船只檢測器及其參數(shù)設(shè)置與性能分析，最后給出了通過外海實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行小船只目標(biāo)檢測性能驗(yàn)證的情況。

第三章為極化 SAR 海冰探測，首先針對(duì)我國冬季海冰主要分布的渤海海域，介紹了其極化散射特性，其次介紹了基于高分辨率全極化SAR 的海冰類型分類方法，最后給出了基于極化分解的海冰厚度反演方法。

第四章為極化 SAR 海上溢油探測，首先介紹了海上溢油的微波散射機(jī)理詳細(xì)說明溢油對(duì)海浪散射的抑制過程，其次通過構(gòu)建簡縮極化特征進(jìn)行溢油與偽油膜及海水的分類，最后針對(duì)溢油的乳化過程，通過實(shí)驗(yàn)研究了極化雷

達(dá)對(duì)溢油乳化過程的探測能力。第五章為極化 SAR 海洋內(nèi)波探測，首先介紹了內(nèi)波遙感機(jī)理與探測方法其次針對(duì)工波段 SAR，分析了響應(yīng)特征并提出了適合內(nèi)波檢測的最優(yōu)極化特征，進(jìn)一步探索利用工波段全極化 SAR 進(jìn)行海洋內(nèi)波引起的海表面粗糙度的反演，最后基于 SAR 的多普勒特性，進(jìn)行了海洋內(nèi)波致表面流速的反演，以上工作為內(nèi)波參數(shù)的提取提供了依據(jù)。

第六章為極化 SAR 海浪參數(shù)反演，首先介紹了海浪SAR 成像機(jī)理與反演方法，其次介紹了極化基變換，研究了不同極化基下截?cái)嗖ㄩL與風(fēng)和浪參數(shù)

的相關(guān)性，評(píng)估了不同極化基下風(fēng)場和浪場參數(shù)的反演性能。本書是團(tuán)隊(duì)成員集體努力的成果，多位同志參加書稿的編寫，具體分工為:第一章曹成會(huì)、第二章劉根旺、第三章張晰和包萌、第四章張海天、第五章張昊、第六章曹成會(huì)和張晰，最后由孟俊敏、張晰統(tǒng)稿。本書的內(nèi)容源于團(tuán)隊(duì)多位博士、碩士學(xué)位論文的研究成果，包括:張晰、劉根旺等的博士論文，舒思京、張昊、侯富成和包立威等的碩士論文，同時(shí)作者也從網(wǎng)上搜集了大量資料，在此一并表示衷心感謝。

本書的出版要特別感謝國防科技大學(xué)的大力支持，同時(shí)也得到了國家自然科學(xué)基金山東省聯(lián)合基金項(xiàng)目(U2006207)的支持。極化 SAR 技術(shù)還在不斷發(fā)展中，本書只是介紹了作者所在團(tuán)隊(duì)在這方面的研究成果，不可能覆蓋極化 SAR 在海洋領(lǐng)域應(yīng)用的方方面面，只是希望藉此給從事 SAR 海洋應(yīng)用研究的學(xué)者提供一些參考。而且隨著技術(shù)的發(fā)展，技術(shù)和方法必然要向前迭代，希望本書能夠?yàn)橥苿?dòng)我國SAR 海洋遙感技術(shù)發(fā)展做一點(diǎn)貢獻(xiàn)。同時(shí)，鑒于作者學(xué)識(shí)有限，書中難免存在錯(cuò)誤和疏漏，懇請(qǐng)讀者給予批評(píng)指正。