Einfallswinkel-Normalisierungsmethode für Rückstreukoeffizienten von Grönland basierend auf auf- und absteigenden Sentinel-1-Bildern

CHEN Xiao ,  

LI Gang ,  

CHEN Zhuoqi ,  

JU Qi ,  

ZHENG Lei ,  

CHENG Xiao ,  

摘要

Der Rückstreukoeffizient von Synthetic Aperture Radar (SAR)-Bildern steht in engem Zusammenhang mit dem Einfallswinkel der elektromagnetischen Wellen und den Eigenschaften der Erdoberfläche. Daher sollte bei der Anwendung von breitbandigen SAR-Bildern zur Untersuchung des grönländischen Eisschilds die Auswirkung des Einfallswinkels auf das Rückstreusignal korrigiert werden. Der derzeit führende Algorithmus zur Korrektur des Einfallswinkels auf die Oberfläche des Eisschilds ist die Kosinus-Korrekturmethode, die annimmt, dass die Schnee- und Eisoberfläche ein Lambert-Körper ist, um den Rückstreukoeffizienten der SAR-Bilder zu korrigieren. Die Annahme, dass das Eis ein Lambert-Körper ist, ist jedoch offensichtlich unvernünftig. Dieser Artikel schlägt einen Algorithmus zur Korrektur des Rückstreukoeffizienten auf Basis einer linearen Regression vor, der annimmt, dass die Rückstreueigenschaften der fast gleichzeitig aufgenommenen Sentinel-1 Dualpolarisations-SAR-Bilder des grönländischen Eisschilds unverändert bleiben und die Differenz der Rückstreukoeffizienten nur mit dem Unterschied des Einfallswinkels zusammenhängt. Durch die Suche nach der quantitativen Beziehung zwischen Rückstreukoeffizient und Einfallswinkel werden normalisierte Rückstreukoeffizienten der Dualpolarisation-SAR-Bilder erhalten. Unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Rückstreueigenschaften der Schnee- und Eisoberfläche des grönländischen Eisschilds in verschiedenen Jahreszeiten und Höhenlagen führt dieser Artikel zwei Parameter ein: Höhe und Saison, um die normalisierten Korrekturkoeffizienten unter verschiedenen saisonalen und Höhenbedingungen zu schätzen. Die Anwendung der vorgeschlagenen Rückstreukoeffizient-Korrekturmethode auf Sentinel-1-Bilder von Grönland zeigt, dass die vorgeschlagene Methode bei der Korrektur von gleichpolarisierten Bildern besser ist als die Kosinus-Methode, während die Korrektur von Kreuzpolarisation-Bildern ähnlich zur Kosinus-Methode ist. Die in dieser Studie vorgeschlagene Korrekturmethode kann die Rückstreukoeffizienten der Breitband-SAR-Bilder von Sentinel-1 des grönländischen Eisschilds besser korrigieren und die Unsicherheit bei der späteren Anwendung verringern.

关键词

Fernerkundung; Normalisierung des Rückstreukoeffizienten; Einfallswinkel; Sentinel-1; grönländischer Eisschild; Synthetic Aperture Radar; Kryosphäre; Gletscher; Bildmosaik

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