An Investigation into the Capability of Compact Polarized SAR to Classify Multi-Sea-Surface Characteristics

摘要

Cet article évalue la capacité du radar à synthèse d’ouverture (SAR) à polarisation compacte à classerles caractéristiques de la surface marine (définies comme des sédiments en suspension à la surface dela mer, comme les algues et les algues). La reconstruction du CP est effectuée sur deux images radarsquadridimensionnelles (QP) RADARSAT-2 en bande C en utilisant l’algorithme de Nord. Les précisionsdes signatures polarisées reconstruites des caractéristiques de la surface de l’eau libre, des déversementsd’hydrocarbures et des efflorescences algales proviennent des données QP quad-polariséesoriginales (quad-pol) et des données quad-polarisées approximatives reconstruites CP (à savoir quadpol)sont ensuite comparées et analysées. En outre, 10 types de paramètres de polarisation sont choisisafin d’étudier la précision de la reconstruction pour l’eau libre, les déversements d’hydrocarbures etles proliférations d’algues. Une comparaison des résultats montre que, parmi les paramètres choisis,les précisions de reconstruction pour σ_(HH)~0, σ_(VV)~0, ρ, l_1, l_2 and α sont les plus élevées alors que les précisionsobtenues pour σ_(HV)~0, l_3, H and A sont insatisfaisantes. L’influence des paramètres de polarisationCP reconstruits sur la classification des caractéristiques de la surface de la mer est également évaluée.Sur la base d’une évaluation de cette classification, il est conclu que le mode de polarisation hybride(CTLR) devrait être adopté pour la reconstruction de σ_(HH)~0, σ_(VV)~0, l_1, H and α que le mode π/4 devrait êtreutilisé pour la reconstruction de σ_(HV)~0, ρ, l_2 and l_3.%This paper assesses the capability of Compact Polarized (CP) Synthetic Aperture Radar (SAR) to classifymulti-sea-surface characteristics (defined as typical sea surface suspended sediments, such as oilspills algal look-alikes and algal blooms). CP reconstruction is carried out on two C-band RADARSAT-2quad-polarized (QP) SAR images using Nord’s algorithm. The accuracies of the reconstructed polarizedsignatures of the multi-sea-surface characteristics of open water, oil spills and algal blooms derivedfrom QP original quad-polarized data (quad-pol) and CP reconstructed approximate quad-polarizeddata (namely pseudo quad-pol) are then compared and analyzed. In addition, 10 types of polarizationparameters are chosen in order to investigate the accuracy of the reconstruction for open water, oilspills and algal blooms. A comparison of the results shows that, of the chosen parameters, the reconstructionaccuracies for σ_(HH)~0, σ_(VV)~0, ρ, l_1, l_2 and α are the highest whereas the accuracies obtained forσ_(HV)~0, l_3, H and A are unsatisfactory. The influence of reconstructed CP polarization parameters on theclassification of multi-sea-surface characteristics is also assessed. Based on an assessment of this classification,it is concluded that the hybrid polarization (CTLR) mode should be adopted for the reconstruction of σ_(HH)~0, σ_(VV)~0,l_1, H and α whereas the π/4 mode should be used for the reconstruction of σ_(HV)~0, ρ, l_2 and l_3.