极化合成孔径雷达(Polarimetric Synthetic Aperture Radar,PolSAR)的出现,在传统合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)优势的基础上,实现了对地物的多极化测量,为变化检测技术的发展提供了多维的数据支持。本文以“极化SAR图像变化检测技术”为课题,对单极化SAR变化检测算子进行了定量评估,针对地物的散射机制,研究了多极化SAR图像变化检测技术,论文结构主要安排如下:(1)传统SAR图像变化检测评价方法仅仅针对少量单波段单极化图像进行对比评估,其数据依赖性太强,并且缺乏有效的论证,无法在“广义角度”评价算法的优劣。针对这一问题,本文以HH极化MSTAR(Moving and Stationary Target Acquisition and Recognition)SAR数据集为实验对象,在大容量数据的基础上对经典SAR变化检测算子进行了定量评估。首先,利用变化检测算子来对测试样本与训练样本集产生差异数据集;而后,通过获得差异数据集中最小变化所对应的训练样本类型,来与测试样本进行目标类型匹配;最后,通过目标识别率来定量地评估各种经典变化检测算法的性能。实验结果表明,该方法可以避免变化判决中的阈值选取过程,能够高效客观地评价SAR变化检测算子。(2)利用地物散射机制的特点,提出了一种基于三种散射模型的极化SAR图像变化检测方法。首先,对地物目标建立体散射、表面散射、二次散射这三类模型,利用精制极化Lee滤波器对每类散射机制的协方差矩阵进行滤波,实现地物的粗检测;然后,利用复Wishart距离算子来测量同类地物之间的“变化距离”;最后,通过手动试差法(Manual Trial-and-Error Procedure,MTEP)来得到最终的变化掩膜。基于散射机制模型的极化SAR图像变化检测,体现了先分类后检测这一原则,能够很好地剔除虚警与漏警,同时复Wishart距离算子能够不受图像统计特征的制约,故而可以很好地保留细节信息,从而使得变化检测的结果更加精细与准确。(3)三种散射模型在应用时一般假设地物目标是服从反射对称性的,但反射对称性条件下,某些散射单元的协方差矩阵的相干项可能会出现零的情况。针对这一现象,提出了一种基于四种散射模型的极化SAR图像变化检测方法。首先,在对散射中心分解成三种模型的基础上,再引入一个螺旋体分量,而后,仍然采用精制极化Lee滤波器以及复Wishart距离算子来获取最后的二值图像。实验结果表明,螺旋体分量的引入能够有效地抑制人造目标的干扰,并且能够摒除某些奇异点散射功率出现负值的情况,同时还能有效地保留图像的细节,很好地解决了部分相干项出现为零这一问题。