A Qualitative Assessment of Iceberg Detection and Identification Using RADARSAT's Wide-2 Mode

RÉSUMÉ

Dans le cadre du programme ADRO (Développement d'applications et possibilités de recherche) de RADARSAT, nous avons réalisé un test pour déterminer les capacités de RADARSAT en mode faisceau large 2 (W-2) pour la détection des icebergs. Avant que les autorités de la IIP (International Ice Patrol) puissent utiliser de façon opérationnelle les données RADARSAT pour la reconnaissance des icebergs, il est essentiel de tester les capacités de RADARSAT pour la détection des icebergs, de déterminer la résolution la plus fine possible nécessaire pour la détection des cibles ponctuelles et d'évaluer notre capacité à différencier les icebergs des navires. Le 28 juillet 1997, une reconnaissance visuelle a été réalisée par le personnel de l'IIP à bord d'un avion Hercule C-130 de la Garde côtière au-dessus de l'empreinte d'un survol RADARSAT prédéterminé. Des photographies ont été prises par les membres de l'équipage de tous les icebergs observés à l'intérieur de l'empreinte de même que de plusieurs navires observés au cours du survol. Les survols ont débuté à 10:00Z et la dernière cible a été détectée à 13:23Z. L'IIP a reçu l'image RADARSAT de 09:43:40Z, du 28 juillet 1997, centrée à 50°49′N, 52°10′W avec un couloir de fauchée d'une largeur de 150 km et un espacement de pixel de 12.5 m. Cette image contenait onze cibles faciles à distinguer et présentait un mélange presque égal d'icebergs et de navires observés. Nous avons alors effectué des comparaisons qualitatives entre les icebergs photographiés et les cibles détectées par RADARSAT dans des secteurs à peu près similaires. La taille des icebergs, la dimension des cibles de l'image, les valeurs de “brillance” et les formes ont été comparées entre les objets observés et les cibles détectées. Des onze cibles, six ont été associées aux icebergs et cinq ont été associées aux navires. De plus, un bourguignon (un iceberg ayant une ligne de flottaison de sept à quinze mètres) observé visuellement n'a pas pu être détecté par RADARSAT. Nous avons comparé le coût du remplacement des méthodes de reconnaissance aérienne de l'IIP par une couverture RADARSAT en mode W-2. Nous avons déterminé que le coût d'un programme d'acquisition d'images successives couvrant une saison complète de glace dans la région des Grands Bancs s'élèverait approximativement à 1,4M $ comparativement aux coûts liés à l'utilisation de l'avion seulement qui s'élèvent à 1,7M $. En dépit de l'économie réalisée, l'IIP doit attendre des développements additionnels notamment au plan de la détection des icebergs spécialement les bourguignons, de la livraison des images et du calcul des économies. Il semble qu'un programme couvrant une saison complète d'observation des glaces serait très bénéfique en accroissant la reconnaissance aérienne et en fournissant plus de flexibilité et une capacité de couvertures successives. Toutefois, l'identification des sources de financement et une analyse plus approfondie des coûts et des bénéfices restent à faire.

SUMMARY

A test was conducted as part of the RADARSAT Application, Development and Research Opportunity (ADRO) program to determine the ability of RADARSAT, in Wide-2 beam mode (W-2), to detect icebergs. Testing the ability of RADARSAT to detect icebergs, determining the finest expectable resolution for point targets, and assessing our ability to differentiate between icebergs and vessels are necessary prerequisites for the International Ice Patrol (IIP) in eventually employing RADARSAT operationally for iceberg reconnaissance. On 28 July 1997, visual reconnaissance by IIP personnel on board a Coast Guard Hercules C-130 was conducted over the footprint area of a previously arranged RADARSAT overpass. Photographs were taken by the aircrew of all icebergs sighted within the footprint area, as well as of several boats observed during the flight. The flight commenced at 10:00Z and the last target within the footprint was detected at 13:23Z. IIP received a RADARSAT scene from 09:43:402, 28 July 1997, centered on 50°49′N, 52°10′W with a 150 km swath width and 12.5 m pixel spacing. This scene contained 11 distinguishably prominent targets, and exhibited a nearly equal mix of observed icebergs and vessels. We then conducted qualitative comparisons between the photographed icebergs and the RADARSAT-detected targets in approximately similar locations. Iceberg size, image target size, “brightness” values and shapes were compared between observed objects and detected targets. Of the eleven targets, six were associated with icebergs and five were associated with vessels. In addition, a visually observed growler (iceberg with a water line length between seven and 15 m) was undetected by RADARSAT. We compared the cost of replacing IIP's aerial reconnaissance methods with coverage by RADARSAT W-2 imagery. We determined that the cost of an ice season-length program of repeated scene coverage of the Grand Banks area would approach approximately $1.4 million, compared to aircraft costs alone of approximately $1.7 million. Despite the savings, IIP must await further development in detecting icebergs, especially growlers, in image delivery and in savings. It appears that an ice season length program would be very beneficial in augmenting aerial reconnaissance and in providing flexibility and repeat coverage, however, funding sources and a more in-depth cost-benefit analysis would be required.

Additional information

Notes on contributors

J.E. Andrews

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James E. Andrews is with the U.S. Coast Guard Cutter THUNDER BAY, 54 Tillson Avenue, Rockland, ME, 04841.