Estimation du nombre de vues lors de l'étape de multilooking des images dans SARscape

 

Ce document explique comment un utilisateur peut estimer le nombre de vues à utiliser lors de l'étape de multilooking des images radar dans SARscape.

Au cours de l'étape de multilooking disponible dans le module Basique de SARscape, une image radar SLC (Singe Look Complex) est divisée en différentes vues caractérisées par différentes fréquences. Les différentes vues sont ensuite moyennées.

Ce traitement a 2 objectifs:

1. Il permet tout d'abord de réduire le speckle du aux interférences constructives et destructives entre les différents signaux retrodiffusés par les différentes cibles au sol. Ces interférences produisent sur les images un effet sel/poivre en particulier sur les zones homogènes. La présence de speckle est directement liée au système d'acquisition SAR.

2. Il permet également d'obtenir une image de sortie composée de pixels carrés: la résolution en azimut d'une image SAR est en générale meilleure que la résolution en portée. Les pixels des images SLC ne sont donc pas carrés et l'image SLC a en général plus de pixels en azimut qu'en portée pour une même extension au sol.



Comment l'étape de multilooking permet-elle de réduire le speckle et d'obtenir une image de sortie avec des pixels carrés:

1. Réduction du speckle: le moyen le plus sûr de réduire le speckle sur une image SLC est d'augmenter son SNR (rapport Signal sur Bruit). Le fait de moyenner différentes vues d'une image SLC va permettre de conserver une moyenne constante des données et de réduire dans le même temps leur écart type. Le SNR correspond au rapport entre la moyenne et l'écart type des données. Si l'écart type des données diminue à moyenne constante le SNR va pour sa part augmenter.

2. Calcul du pixel carré : le fait de moyenner différentes vues d'une même image va entrainer une perte de résolution. Plus le nombre de vues est élevé, plus la perte de résolution est importante. Si le multilooking n'est appliqué qu'en 'azimut, seule la résolution en azimut sera affectée. Le nombre de vues à utiliser peut donc être évalué afin que la résolution obtenue en sortie en azimut soit similaire à la résolution de l'image en portée.



Comment déterminer le nombre du vues pour obtenir un pixel carré:


1. Calcul manuel: les étapes ci dessous montrent comment évaluer manuellement le nombre de vues permettant d'obtenir une image de sortie avec un pixel carré.


A. Récupération des paramètres. Le calcul nécessite de connaitre:

   * l'angle d'incidence de l'image: α
   * la résolution en portée de l'image: Δr
   * la résolution en azimut de l'image: Δx
Ces paramètres peuvent être récupérés dans le fichier en-tête de l'image SLC, fichier qui possède une extension .sml.

Exemple: les paramètres requis sont enregistrés dans un fichier appelé filename_slc.sml (avec filename le nom du fichier qui contient l'image SLC). Les 3 paramètres nécessaires au calcul sont les suivants :

   * IncidenceAngle = 23.1281316063522°
   * PixelSpacingRg = 7.80397367094829 m
   * PixelSpacingAz = 4.21068474688921 m


B. Calcul de la résolution sol en portée: voir la figure ci dessous qui illustre la relation entre géométrie d'acquisition et géométrie sol.
   
   

   Δrg = Δr / sin( α )

En utilisant les paramètres de l'exemple précédent la résolution sol en portée est égale à 19 m.


C. Calcul du rapport entre résolution sol en portée et résolution en azimut afin d'obtenir le nombre de vues approprié pour le multilooking

      Nb_look = Δrg / Δx

Avec l'exemple précédent 5 vues en azimut et 1 en portée permettront d'obtenir une résolution sol en portée de 19 m et une résolution en azimut de 21 m.

D. Entrer manuellement le nombre de vues dans l'interface SARscape pour le multilooking.



2. Calcul automatique du nombre de vues avec le bouton Looks de l'interface SARscape:

Ce bouton permet d'estimer le nombre de vues de manière automatique. Cependant ce bouton doit être utilisé avec précaution. En effet les résultats du calcul seront très dépendants des paramètres par défaut définis dans SARscape (SARscape -> Default Values), et plus particulièrement de la taille de la grille cartographique (Cartographic Grid Size ) définie dans la partie GENERAL. Cette valeur devra être égale à la résolution sol en portée de l'image.
Il est également important de noter que le nombre de vues calculé manuellement diffère parfois du nombre de vue obtenu avec le bouton Looks. Cela est du aux processus de calcul qui différent dans ces deux cas. Les deux résultats sont cependant corrects. Dans notre exemple le nombre de vues obtenu avec le bouton Looks est de 4 (au lieu de 5 avec le calcul manuel) en azimut et de 1 en portée. L'utilisateur peut alors décider de choisir la valeur 5 afin d'obtenir un pixel quasi carré ou il peut préférer la valeur 4 si il souhaite conserver une meilleure résolution en azimut.

   

 

___________________________________________

Reviewed by BC on 09/17/2014