Use of ALOS-PALSAR for Oceanography
Remote Sensing Technology Institute
German Aerospace Agency, DLR-Germany
S.Lehner, S.Brusch, Li XiaoMing, T. König
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 2
Institut für Methodik der Fernerkundung
Line detection Scatterometer
Algorithm,
CMOD
Empirical,
Inversion
Individual
Along Track
Interferometry
Doppler
Currents Coast Line
Oil Detection
Sea State
Hs, 2D,
Hmax
Wind Field
13.00o 13.50o 54.50o
54.75o
12.50o 13.00
o 13.50o 54.50o
54.75o
12.50o
SAR Processor
SAR Oceanography Algorithms
Ship
Detection
Intensity
Speed
Wake
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 3
Institut für Methodik der Fernerkundung
Detection of Ocean Waves
Sao Miguel
ALOS-PALSAR image acquired on Jan, 07 2007
HH-Polarization; (70kmx70km)
Subscene of ~ 4x4km with
moving waves
left: ocean wave spectrum
N
200m
400m
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 4
Institut für Methodik der Fernerkundung
Detection of Waves
Background:
DWD model SWH
White Arrows:
Wave direction of wind sea
Black Arrows:
Wave direction of swell
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Folie 5
Institut für Methodik der Fernerkundung
Wind Field Estimation from L-Band SAR Images
Wind streak
detectionSAR image Wind direction
SAR image
calibration
Normalized Radar
Cross Section
Incidence angle
Inversion
of
L-MOD
Wind
Speed
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 6
Institut für Methodik der Fernerkundung
Influence of Atmosphere, Rain
SIR C / X- SAR Mission
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 7
Institut für Methodik der Fernerkundung
Elbe and Weser Estuary,
Nov, 02 2006
Error < 2m/s, operational Research: CMOD5 / XMOD Saturation Rain, Snow, Sea State
ENVISAT ASAR
High Wind Speed CASES ENVISAT ASAR and
TerraSAR-X
Polar Low, Trondheim,
Mar, 15 2005
TerraSAR-X image acquired on July, 23
2007 at 05:33 UTC over the Baltic sea
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 8
Institut für Methodik der Fernerkundung
Wind Field Estimation from L-Band SAR Images
ALOS-PALSAR image acquired
on Jan, 07 2007
HH-Polarization; (70kmx70km)
incidence angle: 38°
N
Quikscat
Wind Field
Jan, 07 2007
wind direction (~3m/s)
Wind speed vs NRCS
for different spectral models
(Thompson, 2008)
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Folie 9
Institut für Methodik der Fernerkundung
Shipdetection - ships are bright spots
Double bouncing
SAR
Strong radar return from ships
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 10
Institut für Methodik der Fernerkundung
Shipdetection - Constant false Alarm Rate Detectors (CFAR)
Target window
(big enough to contain ships)
Guard window
(separate ships from
background pixels)
Background window
(compute background statistics)
Sliding windows:
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Folie 11
Institut für Methodik der Fernerkundung
Ship detection
Ios
Thira
Keros
ALOS-PALSAR image acquired on Jun, 13 2007 at 20:45:02,
HH-Polarization; (70kmx40km)
Subscene with detected
ship
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 12
Institut für Methodik der Fernerkundung
ALOS-PALSAR (subscene of around 20 km x 15 km)
12-APR-2007 21:28:30 UTC; Polarimetry mode;
Proccessing Facility: Japan JAXA; HH-Polarization
TerraSAR-X Spotlight (10km x 10km)
River Elbe, Germany
2008-03-20 at 05:50:34 UTC
HH- Polarization
Elbe River Estuary – L-Band vs X-Band
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 13
Institut für Methodik der Fernerkundung
Summary - Oceanography Algorithms available for SAR
Toolbox
- Input, Quicklook generation
- General Image Analysis
Windfield Analysis
- Calibration
- Streak Detection – Wind Direction
- Wind Field
- New XMOD Algorithm
Ship and Oil Detection
- Threshold Algorithm (CFAR)
- Complex Phase Information
- Multipol. Algorithms
Sea State
- Two Dimensional Spectra
- Determination of Peak parameters
-Integrated parameters
Currents
- Feature Detection
- SLC Analysis
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 14
Institut für Methodik der Fernerkundung
The Zero Doppler Geometry for PALSAR SLC images.
A.Parizzi, M. Eineder
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 15
Institut für Methodik der Fernerkundung
The Geometry of a SAR SLC image.
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 16
Institut für Methodik der Fernerkundung
The Geometry of a SAR SLC image.(2)
Doppler Centroid Geometry Zero Doppler Geometry
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 17
Institut für Methodik der Fernerkundung
The Geometry of a SAR SLC image.(3)
ΔΨ
t0
t0+ tc
r0
R(t0,r0)
Where:
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 18
Institut für Methodik der Fernerkundung
Azimuth Shift to Zero-Doppler
master
slave
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ΔΨ−= )sin(
rel
DC
DCZD v
Rg
AzAz
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 19
Institut für Methodik der Fernerkundung
Geocoding
