Experts en Télédétection
et Agrométéorologie
Images SAR polarimétriques
Cet exemple illustre les performances du filtrage des images SAR polarimétriques à l'aide du filtre polarimétrique adaptatif du speckle Wishart-Gamma Maximum A Posteriori (MAP)
(A. Lopès, S. Goze et E. Nezry: "Polarimetric Speckle Filters for SAR Data", Proceedings of IGARSS'92, Vol.1, pp.80-82, Mai 1992).
Dans cette version du filtre, les détecteurs de contours, de structures linéaires et de points cibles sont associés au processus de filtrage polarimétrique
(E. Nezry, A. Lopès et R. Touzi: "Detection of Structural and textural Features for SAR Images Filtering", Proceedings of IGARSS'91, Vol.4, pp.2169-2172, Juin 1991).
Données Originales © JPL 1989; Image traitée © PRIVATEERS NV 1996
L'image du haut est une image 4-vues polarimétrique du SAR aéroporté JPL-AIRSAR haute-résolution (Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, CA, USA), bande P, polarisations HH (en vert), HV (en rouge) et VV (en bleu). La scène imagée est située dans la forêt de pins des Landes (sud-ouest de la France).
L'image du bas a été filtrée. Le speckle a été efficacement supprimé sur les trois canaux HH, HV et VV, sans perte de la résolution spatiale utile du capteur radar.
Les propriétes texturales de la scène imagée sont bien restaurées dans les trois canaux polarimétriques, comme on peut s'en rendre compte en examinant les parcelles de forêt qui sont beaucoup mieux identifiées dans l'image filtrée.
Afin de traiter les cas spécifiques dans lesquels les hypothèses théoriques du filtre Wishart-Gamma MAP ne sont plus valides (scène très texturée, et/ou en présence de fort relief), PRIVATEERS NV a développé un nouveau filtre polarimétrique adaptatif du speckle: le filtre Wishart/Distribution-entropy MAP
(E. Nezry et F. Yakam Simen, 1999: "New distribution-entropy Maximum A Posteriori speckle filters for detected, complex, and polarimetric SAR data", Proceedings of IGARSS'99, Vol.3, Juillet 1999).
Avec ce nouveau filtre polarimétrique, nous pouvons désormais restaurer de façon optimale la réflectivité radar et les propriétés texturales de toutes les scènes possibles
(E. Nezry et F. Yakam Simen, 1999: "On the preservation of polarimetric signatures and polarimetric texture signatures by fully polarimetric MAP filters", Proceedings of IGARSS'99, Vol.3, Juillet 1999).
L'application du filtre polarimétrique Wishart/Distribution-Entropy MAP aux données radar polarimétriques spatiales ALOS PALSAR est illustrée ci-dessous:
Données originales non filtrées (à gauche) © JAXA 2006; Données filtrées (Wishart/Distribution-Entropy MAP; à droite) © PRIVATEERS NV 2006
Les polarisations HH, VV et HH sont représentées en rouge, vert et bleu.
Les degrés de cohérence HH-VV, HH-HV et VV-HV sont représentés en rouge, vert et bleu.
(données non-filtrées: à gauche; filtrage Wishart/Distribution-Entropy MAP; à droite)
- Il est remarquable que, ces filtres étant pleinement polarimétriques, toutes les caractéristiques utiles telles que les différences de phase et les degrés de cohérence entre configurations de polarisation sont restaurées avec la même efficacité que la radiométrie.
- Ces techniques adaptatives de filtrage du speckle sont particulièrement appropriées au traitement des images SAR polarimétriques, tant aéroportées que satellitales.
Evaluation de la biomasse forestière, et du volume de bois sur pied
- Dans les images polarimétriques ci-dessus, les aires en noir correspondent aux coupes récentes.
Dans cette représentation, l'évolution du noir au gris, marron, vert, violet, et bleu correspond à une augmentation:
- de la biomasse de la forêt de 0 à 120 tonnes/ha
(A. Beaudoin, T. Le Toan, S. Goze, E. Nezry, A. Lopès, E. Mougin, C.C. Hsu, H.C. Han, J.A. Kong et R.T. Shin: "Retrieval of forest biomass from SAR data", International Journal of Remote Sensing, Vol.15, n°14, pp.2777-2796, Septembre 1994),
- et de l'âge de la forêt de 0 à 45 ans
(E. Nezry, A. Lopès et D. Ducrot-Gambart: "Supervised radiometric and textural segmentation of SAR images", Proceedings of IGARSS'93, Vol.3, pp.1426-1428, Août 1993).
- D'autres méthodes pour l'estimation de la biomasse forestière, développées par PRIVATEERS NV, utilisant la complémentarité entre les capteurs spatiaux optiques et SAR donnent des résultats très satisfaisants
(G. Kattenborn et E. Nezry: "Analysis of an ERS SAR time series and optical satellite data for forestry applications in temperate zones", International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol.31, Part B7, pp.331-339, Juillet 1996).
- Des estimations de volume de bois sur pied, avec moins de 15% d'erreur dans le domaine 0-260 m³/ha, ont été récemment réalisées par PRIVATEERS NV dans des opérations commerciales, à l'aide d'imagerie satellitale:
- Radar (SAR) et optique:
- E. Nezry et L. Demargne: "Utilisation des données SPOT et radar pour un inventaire forestier au Sarawak, Malaisie", Spot Magazine, n°29, pp.28-31, Juillet 1998,
- E. Nezry, F. Yakam Simen et I. Supit: "Estimation of forest biomass or timber volume using JERS-1 and/or ERS SAR's: A comparative application to the Honduran rainforest", Proceedings of IGARSS'2000, Vol.1, Juillet 2000.
- SAR bande-C et SAR bande-L:
- E. Nezry, J. Schotanus Sakiman, Soethomo et F. Yakam Simen: "Assessment of JERS-1 data to implement a fire prevention project in Indonesia", projet pilote J-2RI-008, rapport à la NASDA, Mai 2002.
Logiciels
Un Module de Filtrage du Speckle dans les images Radar (SAR), incluant tous les plus récents algorithmes de filtrage adaptatif du speckle développés par PRIVATEERS NV,
est disponible depuis 2004 dans SARscape, un système très professionnel de traitement d'images satellitaires.
SARscape est entièrement compatible avec les logiciels de géomatique et d'information géographique (SIG) ®IDL-ENVI (Research Systems Inc.) et ®ArcView (ESRI Inc.).
SARscape est compatible avec les systèmes d'exploitation Windows 98/NT/2000/XP et Linux 2.6.
Le module comporte différents algorithmes adaptés au traitement spécifique :
- Des scènes SAR mono-canal détectées (en amplitude ou en intensité), mono-vue ou multi-vues,
- Des scènes SAR détectées (en amplitude ou en intensité) mono- ou multi-canal,
- Des scènes SAR SLC (Une Vue Complexe),
- Des séries de scènes SAR SLC (séries interférométriques, par exemple),
- Des données SAR polarimétriques.
SARscape est produit et commercialisé par la compagnie Suisse SARMAP SA.
SARscape est une Registered Mark de SARMAP SA.