Méthode d'inversion de la hauteur de la forêt InSAR temps-fréquence prenant en compte la distribution géométrique des ensembles de cohérence sous-antenne

HOU Jiali ,  

SHEN Peng ,  

ZHANG Lu ,  

WU Chuanjun ,  

TAN Pengyuan ,  

摘要

La hauteur de la forêt est un paramètre important caractérisant la structure verticale de la forêt, ayant une grande importance pour la gestion des ressources forestières, le cycle du carbone et les études sur le changement climatique. Les méthodes traditionnelles d'inversion de la hauteur de la forêt basées sur l'analyse temps-fréquence (TF) de la mesure Interférométrique par Radar à Synthèse d'Ouverture (InSAR) utilisent le modèle RVoG (Random Volume over Ground) de diffusion volumique aléatoire sous-antenne, mais il est difficile d'extraire précisément les points caractéristiques décrivant la distribution géométrique du coefficient de cohérence complexe sous-antenne, ce qui entraîne une faible précision dans l'inversion de la hauteur de la forêt. À cet égard, cet article propose une méthode d'inversion de la hauteur de la forêt InSAR temps-fréquence prenant en compte la distribution géométrique des ensembles de cohérence sous-antenne. Tout d'abord, une matrice de cohérence interférentielle à multi-ouvertures est construite par décomposition de sous-antenne, puis le concept d'ensemble de cohérence sous-antenne est introduit et les caractéristiques de distribution géométrique sont analysées. Sur cette base, l'axe majeur de l'ensemble de cohérence est utilisé pour obtenir des observations complexes plus proches de la décohérence pure du volume ainsi que de la phase de surface. Enfin, une méthode à coefficient d'atténuation fixe est utilisée pour réaliser l'inversion des produits de hauteur de la forêt. Des expériences ont été menées avec des données SAR P-bande polarimétriques complètes recueillies par la mission aéroportée AfriSAR de l'Agence spatiale européenne en 2016 en République gabonaise, couvrant la zone de Mabounie, les données de vérification proviennent de données LiDAR obtenues par le capteur LVIS (Land Vegetation and Ice Sensor). Les résultats expérimentaux montrent qu'à l'échelle de la parcelle de 40 m × 40 m, la précision de l'estimation de la hauteur de la forêt de la méthode d'analyse TF monopl polarisation proposée dans cet article (RMSE=8,54 m) s'améliore de 34,44 % par rapport à la méthode traditionnelle (RMSE=10,22 m) et peut atteindre une précision proche de celle des méthodes polarimétriques complètes, offrant une voie technique fiable pour les applications de surveillance forestière à grande échelle et à faible coût.

关键词

hauteur de la forêt; Interférométrie radar (InSAR); analyse temps-fréquence (TF); décomposition de sous-ouverture; ensembles de cohérence; modèle de diffusion volumique aléatoire (RVoG)

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