Interpretation of a RADARSAT-2 fully polarimetric time-series for snow cover studies in an Alpine context – first results

Dedieu, J. P. ; Beninca De Farias, G. ; Castaings, T. ; Allain-Bailhache, S. ; Pottier, E. ; Durand, Yves ; Bernier, M.

Année de publication
2012

La contribution proposée par le projet SOAR #1341 consiste en une analyse de l’évolution temporelle des descripteurs fournis par le mode polarimétrique du satellite RADARSAT-2 pour l’étude des couverts neigeux en contexte Alpin. L'objectif de cette étude est de savoir si une corrélation existe entre l’évolution de ces paramètres polarimétriques et celle des propriétés physiques de la neige au cours de la saison hivernale. Un ensemble d'images RADARSAT-2 en mode polarimétrique complet a été acquis à six dates différentes de janvier 2009 à janvier 2010 en mode Fin avec un angle de visée de 39°. Cinq images correspondent à différents états du manteau neigeux et une image a été acquise en été pour avoir une référence hors neige. Cet article est orienté sur le pré traitements des images, expose les étapes méthodologiques en polarimétrie et les premiers résultats obtenus. La validation repose sur un second ensemble de données, constitué d'images optiques LANDSAT-7 et SPOT et de mesures simultanées de terrain. En raison de l'influence de la forte topographie sur le signal polarimétrique, un prétraitement nécessaire est d'abord appliqué aux images RADARSAT-2, à savoir calculer l'angle d'incidence local avec un modèle numérique de terrain (MNT). Ensuite, le MNT et les images optiques sont re-projetées dans la topologie slant de RADARSAT-2, configuration nécessaire afin de préserver le signal de phase et les informations polarimétriques. Une analyse polarimétrique est menée en utilisant le logiciel PolSARpro crée par l'ESA et IETR. Pour chaque image RADARSAT-2, la matrice de cohérence est calculée et ensuite, différents paramètres polarimétriques basés sur le théorème de décomposition aux valeurs et vecteurs propres de la matrice de cohérence sont obtenus. En particulier, on analyse le comportement d'un descripteur polarimétrique dépendant des mécanismes de diffusion. L'analyse polarimétrique indique que pour un couvert de neige sèche, le mécanisme de diffusion multiple augmente par rapport à l'image de référence sans neige sur le jeu de données RADARSAT-2. De plus, pour un couvert de neige humide, une augmentation de la contribution de simple diffusion est observée par rapport à l'image d’été. Enfin, pour résultats préliminaires, nous observons que l’évolution temporelle de ces descripteurs peut être reliée avec les changements d’état de surface observés au cours de l'hiver pour 10 sites de mesure au sol.

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