变化检测是通过对同一区域的多次观测获取地表随时间变化的过程，在土地利用规划、环境资源监测、灾害应急等领域发挥了重要作用。遥感技术能够在短时间内获取地表大面积的土地覆盖信息，节省大量的人力、物力资源，成为变化检测的重要手段之一。

极化合成孔径雷达(polarimetric synthetic aperture radar, PolSAR)通过获取地物在多种极化状态下的散射信号，为地物解译提供了更为丰富的信息，相较于单极化SAR，在目标极化散射特性的分析、提取上有着较大的优势。随着机/星载SAR平台技术的不断发展，可利用的PolSAR数据源越来越多，然而如何充分利用极化信息进行变化检测仍是PolSAR应用的前沿问题。本文分别以星载RADARSAT-2和机载UAVSAR多时相PolSAR数据为研究对象，在充分利用极化信息的基础上，针对非监督和监督变化检测方法进行深入研究。本文内容主要包括以下几个方面：

(1) 系统总结了现有的多时相SAR影像变化检测算法，对非监督和监督变化检测进行了深入分析。分别从差异影像提取/时相SAR影像独立分类、阈值分割/对比分类结果和精度评价3个方面开展非监督/监督变化检测的研究。

(2) 在多时相SAR影像非监督变化检测差异影像提取方面，针对现有差异影像提取方法主要集中在单极化和多极化SAR、极化信息利用不充分等方面的问题，深入分析了PolSAR相对于单极化和多极化SAR在差异影像提取上的优势，在充分利用相干/协方差矩阵全部元素的基础上，发展了一种基于假设检验的全极化差异影像提取方法，提高差异影像的区分能力。试验结果表明，本文方法能够有效地提高变化和未变化区域的区分程度，在一定程度上减少了外界干扰因素的影响。

(3) 在多时相SAR影像非监督变化检测阈值分割方面，系统总结了相关自动阈值选取方法；通过对差异图的统计分布特征进行研究，提出了利用广义高斯模型对差异影像的统计分布进行模拟，在此基础上，对最小误差方法(Kittler and Illingworth, K & I)进行了改进，实现了差异影像阈值的自动提取。试验结果表明，本文提出的阈值分割方法能够提高变化检测的精度。

(4) 在多时相PolSAR影像监督变化检测方面，针对主流监督变化检测方法前后时相相关信息利用不充分、过度依赖分类精度、非监督变化检测方法不能对前后时相类别变化进行检测的问题，提出了基于相似度测度的联合分类变化检测策略。相似度测度有效利用了多时相影像的上下文/时间信息，对分类进行约束，实现了对类别变化检测的提取。试验结果表明，本文提出的方法可以利用较少的监督样本完成高精度变化检测信息的提取。

(5) 在湿地水位变化监测方面，对当前时序SAR影像湿地水位变化的检测方法进行了总结分析，针对干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)技术依赖时序SAR影像相干性、PolSAR技术不能检测变化程度、湿地地物较难区分的问题，首次提出联合PolSAR和InSAR技术进行大范围湿地动态变化监测。通过利用PolSAR非监督变化检测技术及InSAR相干图的先验信息对湿地变化和不变区域进行提取，并通过极化分解和同极化相位差对不变区域进行极化特征提取，确定地物的散射类型；利用InSAR相干图对PolSAR联合分类获得的类别变化结果进行验证，并通过PolSAR提取的类别变化信息与InSAR干涉图对水位升/降趋势进行估计。