Метод нормализации угла падения коэффициентов обратного рассеяния Гренландии на основе восходящих и нисходящих изображений Sentinel-1

CHEN Xiao ,  

LI Gang ,  

CHEN Zhuoqi ,  

JU Qi ,  

ZHENG Lei ,  

CHENG Xiao ,  

摘要

Коэффициенты обратного рассеяния на изображениях синтетической апертурной радиолокации (SAR) тесно связаны с углом падения электромагнитных волн и характеристиками поверхности земли. Поэтому при использовании широкополосных SAR-изображений для исследования ледяного щита Гренландии необходимо корректировать влияние угла падения на сигнал обратного рассеяния. В настоящее время основной алгоритм корректировки угла падения поверхности ледяного щита — метод косинусового сечения, который предполагает, что поверхность снега и льда является ламбертовским телом для корректировки коэффициентов обратного рассеяния SAR-изображений, однако предположение о том, что лед является ламбертовским телом, явно не оправдано. В данной работе предложен алгоритм корректировки коэффициентов обратного рассеяния на основе линейной регрессии, который предполагает, что характеристики обратного рассеяния двухполяризационных SAR-изображений Sentinel-1 ледяного щита Гренландии, полученных почти одновременно, остаются неизменными, а различия коэффициентов обратного рассеяния связаны только с различиями в углах падения. Путём поиска количественной зависимости между коэффициентами обратного рассеяния и углами падения получены нормализованные коэффициенты обратного рассеяния двухполяризационных SAR-изображений. С учётом различий характеристик обратного рассеяния поверхности снежного льда ледяного щита Гренландии в разные сезоны и на разных высотах, в работу введены два параметра — высота и сезон, оценивающие нормализующие коэффициенты корректировки в различных сезонных и высотных условиях. Применение предложенного метода корректировки коэффициентов обратного рассеяния к изображениям Sentinel-1 Гренландии показало, что предложенный метод превосходит метод косинусового сечения для коррекции одно-поляризационных изображений, а для перекрёстно-поляризационных изображений эффективность коррекции близка к методу косинусового сечения. Предложенный в настоящем исследовании метод коррекции позволяет лучше корректировать коэффициенты обратного рассеяния широкополосных SAR-изображений Sentinel-1 ледяного щита Гренландии, снижая неопределённость последующего применения.

关键词

дистанционное зондирование; нормализация коэффициентов обратного рассеяния; угол падения; Sentinel-1; ледяной щит Гренландии; синтетическая апертура радара; криосфера; ледник; мозаика изображений

阅读全文