Podstawy teoretyczne i przegląd metod oraz algorytmów korekcji radiometryczno-topograficznej radarowych obrazów satelitarnych

• Autorzy: Mleczko M. , Mróz M. , Sawicki P.

Warianty tytułu

EN

Theoretical basis and review of correction methods and algorithms of topographically induced radiometric effects on satellite radar images

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule dokonano przeglądu modeli i algorytmów korekcji radiometrycznotopograficznej satelitarnych obrazów radarowych. Jest to wstępny etap prac badawczych prowadzących do skutecznej korekcji „efektu topograficznego” wpływającego na jakość automatycznej klasyfikacji obrazów. Artykuł systematyzuje modele i podejścia w procedurach korekcji dając bazę teoretyczną do prac eksperymentalnych z różnymi rodzajami obrazów radarowych. Na przestrzeni lat od momentu rozwoju techniki obrazowania w zakresie mikrofal prowadzone były badania na temat korekcji radiometryczno-topograficznych. Badania dotyczyły obrazów pochodzących z różnych sensorów, obrazujących w różnych pasmach, dla terenów o różnym zróżnicowaniu terenu i różnym rodzaju pokrycia terenu. Modele korekcji głównie opierają się na funkcji cosinus lokalnego kąta padania, zgodnie z prawem Lamberta stosowanym w optyce do powierzchni idealnie rozpraszających. Funkcja cosinus lokalnego kąta padania uwzględnia takie parametry jak spadek terenu, orientację prostej największego spadku oraz azymut płaszczyzny padania wiązki radarowej, a więc dobrze opisuje rzeźbę terenu. Przegląd literatury dotyczącej modeli wstecznego rozpraszania prowadzi do jednego wniosku. Teoria tylko w ograniczonym zakresie może wytłumaczyć mechanizmy rozpraszania od naturalnych powierzchni. A dodatkowo efekt zniekształcenia radiometrycznego wynikającego z topografii jest często zaniedbywany.

EN

In this paper a review of correction methods and algorithms of atmospherically induced radiometric effects on satellite radar images has been presented. It is a first step in research approach leading to efficient elimination of “topographic effect” influencing the quality of automatic image classification. The paper arranges the models and approaches in correction procedures chains giving the theoretical base for further experimental works on different types of radar images. Generally, the correction methods rely on cosine models fulfilling Lambert’s law for visible range of solar spectra and for ideal, diffusely reflecting surface. The review of scientific papers on that matter leads to conclusions that theory is explaining only some aspects of natural surfaces backscattering mechanisms and that in many cases and approaches this topographic influence on radiometry is neglected by radar images users. For these reasons the next step of our research work will be testing and validating described algorithms on several radar datasets.

Słowa kluczowe

PL

korekcja radiometryczno-topograficzna; model cosinusowy; obrazy radarowe

EN

topographically induced radiometric effects; radar images; cosine model

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 23
• Strony: 303--314
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Mleczko M.

• Katedra Fotogrametrii i Teledetekcji, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, tel.: [phone], fax: [phone]

autor

Mróz M.

• Katedra Fotogrametrii i Teledetekcji, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, tel.: [phone], fax: [phone]

autor

Sawicki P.

• Katedra Fotogrametrii i Teledetekcji, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, tel.: [phone], fax: [phone]

Bibliografia

• 1. Bayer T., Winter R., Schreier G., 1991, Terrain Influences in SAR Backscatter and Attempts to their Correction IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. Vol. 29. No. 3.
• 2. Bayer T., Muschen B., Oberstadler R., Winter R., 1993, Airborne and Spaceborne SAR Application Studies SAR Geocoding: Data and Systems, editor Schreirer G., p. 271–298.
• 3. Franklin S. E, Lavigne M. B., Hunt E. R., Wilson B. A., Peddle D. R., McDermid G. J., Giles P. T., 1995, Topographic dependence of Synthetic Aperture Radar Imagery Computers & Geosciences vol.21 pp. 521–532.
• 4. Goering D., Che H., Hinzman L., Kane D., 1995, Removal of Terrain Effects from SAR Satellite Imagery of Arctic Tundra IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 33, No. 1.
• 5. Hinse M., Gwyn Q. H. J., Bonn F., 1988, Radiometric Correction of C-Band Imagery for Topographic Effects in Regions of Moderate Relief IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 26, No. 2.
• 6. Holecz F., Meier E., Nuesch D., 1993, Postprocesing of Relief Induced Radiometric Distorted Spacebrne SAR Imagery Geocoding: Data and Systems, editor Schreirer G., p. 299–352.
• 7. Kellndorfer J., Pierce L., Dobson M., Ulaby F. T., 1998, Toward Consistent Regional-to-Global-Scale Vegetation Characterization Using Orbital SAR Systems IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 36, No. 5.
• 8. Luckman A. J., 1998, The Effects of Topography on Mechanisms of Radar Backscatter from Coniferous Forest and Upland Pasture IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 36, No. 5.
• 9. Meyer P., Itten K. I., Kellenberger T., Sandmeier S., Sandmeier R. 1993, Radiometric correction of topographically induced effects on Landsat TM data in alpine terrain ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing Volume 48, Issue 4, Pages 17–28.
• 10. Riaño D., Chuvieco E., Salas J., Aguado I., 2003, Assessment of Different Topographic Corrections in Landsat-TM Data for Mapping Vegetation Types IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 41, No. 5.
• 11. Small D., Holecz F., Meier E., Nüesch D., 1998, Absolute Radiometric Correction in Rugged Terrain: A Plea for Integrated Radar Brightness Geoscience and Remote Sensing Symposium Proceedings, 1998. IGARSS '98. IEEE International.