Imagerie radar à synthèse d'ouverture interférométrique et polarimétrique : application au suivi des glaciers alpins

by Gabriel Vasile

Doctoral thesis in Électronique, électrotechnique et automatique

Under the supervision of Philippe Bolon, Vasile Buzuloiu and Emmanuel Trouvé.

defended on 2007

in Chambéry and the jointly supervising institution l'Universitatea politehnica (Bucarest) .

  • Alternative Title

    Interferometric and polarimetric sar image processing : application to alpine glacier monitoring


  • Abstract

    In this PhD thesis, two main axes have been investigated. The first methodological part of this thesis proposes a particular focus on speckle filtering of POL-InSAR multivariate data and its implication on parameter estimation. The objective of speckle filtering is to retrieve the radiometric and spatial scene information from the observed speckled SAR measurement. Three main directions for gaining in stationarity/ergodicity have been investigated : signal adaptive neighbourhoods, non-adaptive/adaptive estimators and compensation of deterministic components in the interferometric phase signal. This thesis proposes a novel strategy for filtering multivariate SAR images, namely the use of adaptive neighbourhoods obtained by multivariate region growing techniques. According to this algorithm, named IDAN, all the available intensity images of the polarimetric or/and interferometric components are fused in the region growing process to ensure the validity of the stationarity/ergodicity assumptions. A novel method for estimating local frequencies in SAR interferograms is proposed. These algorithms have been tested both on several high resolution airborne data sets, and on low resolution spaceborne tandem ERS SAR images. The second part of this thesis is dedicated to Alpine glacier monitoring by SAR remote sensing. This part tackles the problem of processing multivariate SAR data over the Chamonix Mont-Blanc test site. The first application presented consists in measuring the 3D displacement field of an Alpine glacier by D-InSAR. The analysis of several tandem ERS interferograms between July 1995 and April 1996 shows that it is possible to measure temperate glacier surface velocity fields from October to April in 1-day C-band interferograms with approximately 20-meter ground sampling. The second application is represented by the first POL-InSAR analysis of multiband high resolution airborne SAR data acquired by the ESAR system in October 2006.


  • Abstract

    La première partie méthodologique de ce mémoire est dédiée au filtrage du speckle des données POL-InSAR multivariées et son impact sur l'estimation de paramètres. Trois directions principales ont été étudiées pour gagner en stationnarité/ergodicité : des voisinages adaptatifs vis-à-vis du signal, un estimateur adaptatif ou non et la compensation de la composante déterministe du signal de phase interférométrique. Ce mémoire propose une nouvelle stratégie pour filtrer des images SAR multivariées : l'utilisation de voisinages adaptatifs obtenus par une technique de croissance de région multivariée. Cette méthode appelée IDAN combine toutes les informations d'intensité disponibles dans un processus de croissance de région pour assurer la validité des hypothèses de stationnarité/ergodicité. Conjointement à IDAN, une nouvelle méthode est proposée pour estimer les fréquences locales dans des interférogrammes SAR. Ces méthodes ont été testées à la fois sur des images satellitaires basse résolution provenant d'acquisitions tandem ERS et sur plusieurs jeux de données aéroportées haute résolution dans différentes bandes de fréquences et configurations polarimétriques. La seconde partie de ce mémoire est dédiée à l'observation des glaciers alpins par télédétection SAR. Cette partie aborde le problème du traitement des données SAR multivariées sur le site test Chamonix Mont-Blanc. L'analyse de plusieurs interférogrammes ERS tandem acquis entre juillet 1995 et avril 1996 a permis d'obtenir les premiers champs de vitesse D-InSAR sur des glaciers des Alpes françaises et de montrer qu'il est possible de mesurer leur vitesse de surface entre octobre et avril avec un échantillonnage spatial de l'ordre de 20 m dans des interférogrammes à 1 jour en bande C. La seconde application présente une analyse POL/POL-InSAR des données SAR multibandes haute résolution acquises par le système aéroporté E-SAR en octobre 2006.

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This thesis has resulted in a publication by in 2008 by [CCSD] [diffusion/distribution] in Villeurbanne

Imagerie radar à synthèse d'ouverture interférométrique et polarimétrique : application au suivi des glaciers alpins

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Informations

  • Details : 1 vol. (170-[ca 20] p.)
  • Annexes : Bibliogr. p.153-166

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  • Odds : T L2007/19
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  • Odds : 2007 VAS

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  • Odds : 07 CHAM S019
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