Disponible avec une licence Image Analyst.
Il est nécessaire de traiter un produit GRD radar à synthèse d’ouverture (SAR, Synthetic Aperture Radar) de niveau 1 avant de pouvoir l’utiliser dans le cadre de visualisations ou d’analyses. Les problèmes à résoudre incluent notamment la mise à jour des données d’orbite, la suppression du bruit thermique, le calibrage pour extraire une valeur de rétrodiffusion caractéristique, la mise au carré des pixels de distance oblique, l’atténuation de la granularité, la suppression des distorsions radiométriques et géométriques, ainsi que le rendu d’images avec une grande plage de valeurs. Le traitement à effectuer dépend du capteur et du niveau de traitement.
Le jeu d’outils Synthetic Aperture Radar (Radar à synthèse d’ouverture) de la boîte à outils Image Analyst se compose d’outils à utiliser pour générer des données d’imagerie prêtes pour l’analyse, qui ont subi un calibrage et une correction de terrain, à partir de capteurs SAR pris en charge.
| Outil | Description |
|---|---|
Télécharge les fichiers d’orbite mis à jour pour les données SAR en entrée. | |
Met à jour les informations orbitales dans le jeu de données SAR à l’aide d’un fichier OSV plus précis. | |
Corrige les perturbations de rétrodiffusion causées par du bruit thermique dans les données SAR en entrée, ce qui permet d’obtenir une image plus continue. | |
|
Convertit la réflectivité SAR en entrée en unités physiques de rétrodiffusion normalisée en normalisant la réflectivité à l’aide d’un plan de référence. | |
Détermine la moyenne des données SAR en entrée en tenant compte de la plage et de l’azimut pour évaluer les pixels carrés, limiter la perte de granularité et réduire le temps de traitement de l’outil SAR. | |
Corrige les distorsions radiométriques, liées à la topographie, des données radar à synthèse d’ouverture (SAR). | |
Corrige la granularité des données radar à synthèse d’ouverture (SAR) en entrée, qui est le résultat d’un éclairage cohérent ressemblant à un effet granuleux ou « sel et poivre ». | |
Orthorectifie les données SAR en entrée à l’aide d’un algorithme de géocodage inverse Range-Doppler. | |
Change la mise à l’échelle des données SAR en entrée en passant de l’amplitude à l’intensité, d’une échelle linéaire aux décibels (dB) et de la complexité à l’intensité. |
Télécharger et appliquer les vecteurs d’état d’orbite
L’exactitude des corrections de terrain radiométriques et géométriques repose sur les vecteurs d’état d’orbite (OSV). La plupart des capteurs SAR incluent des OSV dans leurs métadonnées de produit. Selon le capteur, il peut être nécessaire de mettre à jour les OSV vers une version plus précise, généralement disponible dans un délai de quelques heures à quelques semaines après l’acquisition des images.
Pour les capteurs pris en charge, l’outil Télécharger le fichier d’orbite identifie et télécharge le fichier OSV correspondant. L’outil Appliquer une correction d’orbite utilise ce fichier OSV téléchargé pour mettre à jour les métadonnées du produit SAR.
Suppression du bruit thermique
Les images SAR sont déformées par un bruit thermique additif. Le bruit thermique est surtout perceptible dans les images à faible rétrodiffusion, comme dans le canal à polarisation croisée (VH, HV) qui présente une distribution plus étroite de la rétrodiffusion.
Les capteurs qui, comme Sentinel-1 et ICEYE, acquièrent des données en mode TOPS (Terrain Observations with Progressive Scans, observations du terrain par balayages progressifs) peuvent présenter un bruit thermique variable selon les balayages de sous-fauchée. Ce type de bruit thermique se caractérise généralement par un net contraste entre les balayages de sous-fauchée.
Pour les capteurs pris en charge, l’outil Supprimer le bruit thermique utilise les métadonnées du produit SAR pour corriger le bruit thermique.
Calibrage radiométrique
L’outil Appliquer le calibrage radiométrique utilise les métadonnées du produit SAR pour extraire des valeurs de rétrodiffusion caractéristiques. Le calibrage radiométrique consiste en la conversion de produits SAR, de valeurs numériques (DN) des pixels d'image en une quantité physique de l’intensité de la rétrodiffusion SAR par unité de surface. Les trois types de calibrage sont les suivants : Bêta zéro (
), Sigma zéro (
) et Gamma zéro (
). L’unité de surface utilisée pour le calibrage en détermine le type.
Le calibrage de type Bêta zéro représente la réflectivité du radar par unité de surface en distance oblique. Il est couramment appelé le coefficient de luminosité du radar.
Le calibrage de type Sigma zéro représente la réflectivité du radar par unité de surface en portée (distance) au sol. Bien que le choix de ce type soit privilégié pour décrire la réflectivité, mieux vaut l’utiliser avec prudence. Les valeurs de sigma zéro varient en fonction de l’angle d’incidence, si bien qu’une même entité peut avoir une valeur de sigma zéro différente dans la portée proximale et dans la portée distale. Dans le cas d’une analyse multitemporelle ou d’une détection des changements avec un calibrage de type sigma zéro, utilisez des images du même capteur et de la même géométrie de visée pour vous assurer que les changements de sigma zéro sont dus à des processus physiques dans le temps, et non à des artefacts provenant de différences de géométrie de visée.
Le calibrage de type Gamma zéro représente la réflectivité du radar par unité de surface dans le plan perpendiculaire à la distance oblique. Le gamma zéro est normalisé suivant l’angle d’incidence relatif à l’ellipsoïde, ce qui permet d’obtenir une valeur de mesure indépendante de la portée. Si vous souhaitez utiliser des valeurs de rétrodiffusion pour faire la différence entre des entités uniques dans une seule image, utilisez le gamma zéro plutôt que le sigma zéro. Par ailleurs, utilisez le gamma zéro si vous êtes intéressé par une analyse multitemporelle ou une détection des changements à l’aide d’une imagerie SAR provenant de capteurs différents ou de géométries de visée différentes (ascendantes ou descendantes). L’utilisation du gamma zéro doit se limiter à ces types d’applications lorsque le terrain est plat.
Multivisée
La multivisée calcule la moyenne des données SAR en entrée par visées en plage et visées en azimut pour approximer les pixels carrés. Du fait de la visée latérale des capteurs SAR, il s’agit d’une étape courante dans les workflows SLC de type SAR. Cela permet également d’atténuer la granularité et de réduire le temps de traitement de l’outil SAR.
Aplatissement radiométrique du terrain
Du fait de la visée latérale des capteurs SAR, les entités qui font face au capteur apparaissent artificiellement plus vives que les entités qui y sont opposées. L’outil Appliquer un aplatissement radiométrique du terrain corrige les valeurs radiométriques artificielles issues d’une topographie complexe et de la géométrie de visée du capteur.
Avec un modèle numérique d’élévation (MNE) en entrée et un produit GRD SAR en entrée calibré sur le bêta zéro, l’outil Appliquer un aplatissement radiométrique du terrain utilise l’approche Range-Doppler pour calculer la zone éclairée de manière à produire une sortie gamma zéro avec aplatissement du terrain. Vous pouvez également indiquer une sortie sigma zéro avec aplatissement du terrain, qui est normalisée selon l’angle d’incidence local de type MNE.
La surface de diffusion simulée constitue une sortie facultative. Cette sortie permet de savoir comment le terrain impacte artificiellement les données calibrées d’un terrain auquel aucun aplatissement n’a été appliqué.
Une autre sortie facultative consiste en un masque de distorsion géométrique, à utiliser pour identifier les pixels affectés par l’ombre, le rapprochement, l’allongement et le repliement. Le masque de distorsion géométrique permet de masquer la sortie gamma zéro ou sigma zéro avec aplatissement du terrain en fonction du type de distorsion géométrique.
La dernière sortie facultative consiste en un raster de distorsion géométrique contenant une approximation pour la pente du terrain, l’angle de visée, le ratio de rapprochement et l’angle d’incidence local. La sortie de distorsion géométrique fournit des données qui sont utilisées pour effectuer l’aplatissement du terrain et pour identifier les pixels impactés par les distorsions géométriques.
L’aplatissement radiométrique du terrain doit être réalisé pour les applications qui interprètent une seule image sur un terrain quelconque, ou pour les applications qui comparent plusieurs images de capteurs différents ou du même capteur avec des géométries de visée différentes sur un terrain quelconque.
Suppression de la granularité
Les images SAR se caractérisent par des anomalies semblables à du bruit, c’est ce que l’on appelle la granularité. Cette condition inhérente est le résultat de l’interférence constructive et destructive du signal rétrodiffusé. L’outil Suppression de la granularité compte plusieurs filtres de granularité destinés à améliorer le rapport signal/bruit de l’image SAR. Les filtres de granularité disponibles sont Lee, Lee amélioré, Lee affiné, Givre, Kuan et Carte gamma. Ces filtres utilisent des statistiques de pixels locales pour optimiser la suppression de la granularité tout en conservant le détail des entités. Pour conserver les propriétés statistiques nécessaires à ces filtres, il est recommandé d’utiliser l’outil Suppression de la granularité avant la correction de terrain géométrique, qui rééchantillonne et reprojette les données.
Correction de terrain géométrique
Du fait de la visée latérale des capteurs SAR, les entités qui font face au capteur apparaissent compressées, tandis que les entités qui y sont opposées apparaissent étirées. L’outil Appliquer la correction de terrain géométrique corrige les distorsions géométriques, en étirant les pixels jusqu’à leur géolocalisation exacte.
L’outil Appliquer la correction de terrain géométrique utilise l’approche Range-Doppler et le MNE en entrée pour orthorectifier l’image SAR en entrée. Un MNE avec une résolution approchant ou dépassant celle des données SAR en entrée est recommandé pour la plupart des applications. Dans le cas d’applications pour lesquelles il n’y a pas de terrain, vous pouvez omettre le MNE en entrée. L’outil Appliquer la correction de terrain géométrique peut utiliser l’approche Range-Doppler et la grille de géolocalisation provenant des métadonnées du produit pour orthorectifier l’image SAR en entrée.
Conversion en décibels
La dernière étape de la préparation des données pour analyse consiste à convertir l’intensité de rétrodiffusion sans unité (linéaire) en décibels (dB). L’outil Convertir les unités SAR convertit l’intensité de rétrodiffusion linéaire en décibels par une simple conversion logarithmique. Cette conversion logarithmique réduit la plage des valeurs d’intensité de rétrodiffusion pour améliorer la visualisation et l’interprétation de l’image.
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