Porównanie możliwości identyfikacji stref lodowców na podstawie obrazów radarowych ERS SAR oraz ALOS PALSAR

• Autorzy: Błaszczyk M.

Warianty tytułu

EN

Capability of glacier zone detection using radar images - ERS SAR and ALOS PALSAR

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaprezentowane zagadnienie dotyczy próby wykorzystania danych radarowych dla wyznaczenia stref lodowcowych. Śledzenie zmian powierzchni stref lodowców jest jedną z metod monitoringu zmian klimatu. Obszar badań obejmuje czapę lodową Vestfonna znajdującą się w północno-wschodniej części Archipelagu Svalbard. W badaniach wykorzystano obraz ALOS PALSAR o pełnej polaryzacji oraz dwa obrazy ERS SAR wykonane w maju 2009 roku. W okresie tym wykonane zostały również naziemne pomiary GPR (Ground Penetrating Radar) pozwalające na szczegółowe wyznaczenie stref lodowca oraz kalibrację danych radarowych z danymi naziemnymi. Dla wydzielenie stref lodowców wykonano dekompozycję oraz segmentację obrazów ALOS PALSAR. W drugim podejściu wykonano klasyfikację nienadzorowaną obrazów ALOS PALSAR i ERS SAR. Wyniki porównano z pomiarami GPR oraz z dostępnymi obrazami optycznymi ASTER i Landsat. Prezentowane wstępne wyniki badań oparte na analizach wizualnych wykazały, że zarówno dane o pojedynczej polaryzacji i krótszej fali (ERS SAR) jak i dane o pełnej polaryzacji oraz dłuższej fali (Alos Palsar) wzajemnie się uzupełniają. Oba typy obrazów są wystarczająco czułe dla wyznaczenia głównych stref lodowców i są znacznie lepsze od obrazów optycznych.

EN

This paper presents a method for determination of glacial zone using radar images. Monitoring of glacial zones is one of the method for observing clime changes. ERS SAR and full polarimetric Lband ALOS PALSAR data from May 2009 have been used for mapping ice facies on ice-cap Vestfonna in north-eastern part of Svalbard Archipelago. In the same time GPR (Ground Penetrating Radar) measurements were conducted. For detection of ice facies, polarimetric decomposition and the complex Wishart classifier were applied on ALOS PALSAR data. Next unsupervised classification was made on radar amplitude images and components of PCA (Principal Component Analysis) of ALOS data. Also unsupervised classification of ERS SAR data was made. Obtained results were validated using GPR profile from field campaign and compared with optical images ASTER and Landsat as well. Preliminary results presented here are based on visual analysis and are found satisfactory. Observations show that both, C-band ERS SAR with single polarization as well as fully polarimetric L-band Alos Palsar data are useful for glacier zones determination and complement one another. When comparing results of segmentation and classification with GPR it is seen, that there is better discrimination between of ice zone and ice covered with young firn (1-3 seasons) on ERS SAR. That is probably the result of shorter wavelength of C-band of ERS SAR. On the other hand – from the same reason – there is better discrimination of firn zones in the upper, accumulation parts of glacier on ALOS PALSAR data. Nevertheless, research proved much better capabilities of glacier ice monitoring on radar data, than on optical ASTER and Landsat images. Detailed analysis of obtained result require to curry out further research such as: more GPR profiles and ice cores in every ice zone of glacier. That will allow to discriminate scattering mechanism characteristic of glacier zones.

Słowa kluczowe

PL

polarymetria radarowa; strefy lodowców; Svalbard; ERS SAR; ALOS PALSAR

EN

polarymetry; glacier zones; Svalbard; ERS SAR; ALOS PALSAR

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 24
• Strony: 21--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.

Twórcy

autor

Błaszczyk M.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi, Katedra Geomorfologii, tel. [phone]

Bibliografia

• Engeset, R.V., Kohler J., Melvold K., Lundeon B., 2002. Change detection and monitoring of glacier mass balance and facies using ERS SAR winter images over Svalbard. International Journal of Remote Sensing, 23(10), s. 2023-2050. ESA, 2012. http://envisat.esa.int/polsarpro/tutorial.html
• Jaxa, 1997. http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/about/palsar.htm
• Lillesand T.M., Kieler R.W., Chapman J.W., 2008. Remote Sensing and Image Interpretation. Willey, ss. 756.
• König M., Winther J.G., Kohler J., König F., 2004. Two methods for firn-area and massbalance monitoring of Svalbard glaciers with SAR satellite images. Journal of Glaciology, 50(168), s. 116-128.
• Massom R., Lubin D., 2006. Polar Remote Sensing. Ice sheets. Vol. II, Praxis Publishing Ltd, Chichester, UK, ss. 426.
• Nest, 2012. http://nest.array.ca/web/nest
• Pellikka P., Gareth Rees W., 2009. Remote Sensing of Glaciers: Techniques for Topographic, Spatial and Thematic Mapping of Glaciers. CRC Press/Balkema, ss. 315.
• PolsarPro, 2012. http://earth.eo.esa.int/polsarpro/