Full and compact polarimetric radar interferometry for vegetation remote sensing

par Marco Lavalle

Thèse de doctorat en Traitement du signal et télécommunications

Sous la direction de Éric Pottier et de Domenico Solimini.

Soutenue en 2009

à Rennes 1 .

  • Titre traduit

    Télédétection de végétation en utilisant les radars polarimétrique et interferométrique en mode complet et compacte


  • Résumé

    This dissertation addresses primarily the role that polarimetric and interferometric radars play in geosciences applications, with particular focus on forest remote sensing. It is shown that current simplified models of spatial correlation of natural media are able to retrieve robustly the forest height and the biomass when the topography is predominantly flat. Temporal correlation is addressed more accurately by defining a height-dependent temporal correlation function in the vegetation canopy. The effects of this improvement on the forward and inverse modeling are discussed. At lower frequencies, a simplified relationship of these models is proposed and validated. We use both polarimetric space-borne data and scattering numerical simulations to illustrate the results. For compact polarimetric radars, the pseudo-reconstruction is generalized to the interferometric scenario and it is demonstrated to be effective only for certain combinations of volume and ground surface components. Finally, the aspect of data quality is considered, proving that Faraday rotation can be estimated and corrected from unfocussed radar echoes and that gridded corner reflectors may serve as radiometric calibrators of dual polarimetric data.


  • Résumé

    Cette thèse aborde principalement le rôle que  jouent les radars polarimétrique  et interférométrique  dans les applications de géosciences,  tout particulièrement sur les forêts. Il est démontré que les modèles actuels simples de la corrélation spatiale des milieux naturels sont capables d'estimer de manière robuste la hauteur de la forêt et  sa biomasse;  lorsque la topographie est peu prononcée. La corrélation temporelle y est traitée plus précisément en définissant une  fonction de corrélation  temporelle dépendant  de la hauteur de la  canopée. Les effets de cette amélioration sur la modélisation directe et inverse sont  discutés. Une expression simplifiée de ces modèles est proposée et validée dans le cas  des  basses fréquences. Nous utilisons à la fois des données polarimétriques satellitales, ainsi que des simulations numériques de rétrodiffusion afin d'illustrer les résultats. Pour les radars en polarimétrie compacte, la pseudo-reconstruction est généralisée au  cas interférométrique et  son efficacité  est démontrée seulement pour certaines combinaisons entre les composantes  volumiques  et les composantes du sol. Enfin, la qualité des données est abordée, en montrant que la rotation de Faraday peut être estimée et corrigée à partir des échos radar non focalisés et que les trièdres maillées peuvent servir d'étalonnage radiométrique des données à double polarisation.

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La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (XVIII-176 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 163-176

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2009/200
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