Estimation des conditions océanographiques par inversion de données issues d'un radar imageur non calibré

Estimation of oceanographic conditions by data inversion of a non-calibrated imaging radar

• Auteur / Autrice : Floriane Schreiber
• Direction : Charles-Antoine Guérin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique : Télédetection radar
• Date : Soutenance le 14/12/2020
• Etablissement(s) : Toulon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mer et Sciences. ED 548 (Toulon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut méditerranéen d'océanologie (MIO) (Marseille ; Toulon)
• Partenaire(s) de recherche : Centre de recherche : Office national d'études et de recherches aérospatiales (France)
• Jury : Président / Présidente : Marc Saillard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Charles-Antoine Guérin, René Garello, Gabriel Soriano, Sebastien Angelliaume, Hélène Roussel, Nicolas Trouvé
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : René Garello, Gabriel Soriano, Gabriel Soriano

Mots clés

Mots clés contrôlés

Physique statistique

Océanographie

Radar à antenne synthétique

Ondes électromagnétiques -- Polarisation

Eaux de surface

Radar en océanographie

Télédétection

Modèles mathématiques

Mots clés libres

Fouillis de mer

Surface océanique

Radar imageur

Radar à synthèse d'ouverture (SAR)

Remote sensing

Radar

Sea clutter

Synthetic Aperture Radar (SAR)

Oceanography

Physical Modelisation

Résumé

De nombreux modèles empiriques de distribution statistique du fouillis de mer existent mais ne sont pas directement paramétrable par l’état de mer, et ainsi il n’est pas possible d’y pratiquer une méthode d’inversion. Pour modéliser la distribution statistique de l’intensité, nous utilisons un modèle deux-échelles (TSM) paramétré directement par l’état de mer via la mss (mean square slope). Ce modèle permet de retrouver de manière cohérente la NRCS mais ne parvient pas à décrire de manière la distribution du fouillis de mer simultanément dans les deux canaux de polarisations directs dû à une surestimation du rapport de polarisation (RP) de Bragg.Pour corriger ce problème, nous avons développé une formulation originale du RP qui inclue un unique paramètre effectuant une transition dynamique entre le régime de Bragg et de Kirchhoff. Cette formulation intégrée au modèle TSM permet de corriger le RP et d’obtenir une modélisation cohérente de la statistique du fouillis de mer, simultanément dans les deux polarisations. A l’aide d’une méthode d’inversion, le modèle permet d'estimer l’état de mer d’un radar imageur. La pertinence de ce modèle est établie dans différentes configurations, mais aussi pour des données présentant des incertitudes de calibration.

Many empirical models describing sea clutter statistical distribution exist but they do not directly depend on the sea sate. They are not suitable to perform inversion. To model the statistical distribution of the backscattered intensity, we use a two-scale model (TSM) which is linked to the sea state via the mss (mean square slope). This model allows to retrieve the NRCS but does not perfectly describes the sea clutter distribution simultaneously in the two direct polarization channels. This is due to an overestimation of the Bragg polarization ratio (PR).