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Canadian Journal of Remote Sensing
Journal canadien de télédétection
Volume 40, 2014 - Issue 3
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Original Articles

Iceberg Detection Using Simulated Dual-Polarized Radarsat Constellation Data

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Pages 165-178 | Received 27 Jan 2014, Accepted 03 Jul 2014, Published online: 06 Nov 2014
 

Abstract

Iceberg monitoring is an important application of synthetic aperture radar (SAR), and is one of the stated objectives of the Radarsat Constellation, the next generation of Canada’s Radarsat satellites. In this paper, we simulate Radarsat Constellation data in a number of different imaging modes, using Radarsat-2 single-look complex data covering a study area in the Labrador Sea. We test the iceberg detection performance of both linear dual-pol data as well as compact polarimetry, a novel SAR architecture that transmits circular polarization rather than the traditional horizontal or vertical polarizations. We use the likelihood ratio test method to calculate a decision variable image for each of a number of different dual-pol and compact configurations, then analyze the detection performance using 25 validated iceberg locations spread across 12 different scenes. We found that compared to the linear data, the compact data missed fewer targets, and detected a greater number of pixels of detected targets, for most of the incidence angles and imaging modes tested. Compact polarimetry seems to be a promising choice for iceberg detection applications.

Résumé

La détection des icebergs est une application importante du radar à synthèse d’ouverture (RSO) et est un des objectifs déclarés de la Constellation RADARSAT, la prochaine génération de satellites RADARSAT du Canada. Dans cet article, nous simulons les données de la Constellation RADARSAT dans différents modes d’imagerie en utilisant des données singulières complexes de RADARSAT-2 couvrant une zone d’étude dans la mer du Labrador. Nous testons les performances de détection des icebergs des données linéaires en polarisation double ainsi que la polarimétrie compacte, une nouvelle architecture RSO qui transmet en polarisation circulaire plutôt qu’en polarisations horizontales ou verticales traditionnelles. Nous utilisons la méthode du test du rapport des vraisemblances pour calculer des images d’une variable de décision pour plusieurs configurations différentes en polarisation double et compacte, puis nous analysons les performances de détection en utilisant 25 positions d’iceberg validées réparties sur 12 scènes différentes. Nous avons constaté que, par rapport aux données linéaires, les données compactes ont manqué moins de cibles, et ont détecté un plus grand nombre de pixels sur les cibles détectées, pour la plupart des angles d’incidence et modes d’imagerie testés. La polarimétrie compacte semble être un choix prometteur pour des applications de détection d’iceberg.

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Funding

Paris Vachon of Defence Research and Development Canada provided funding and helped make the data accessible to us. We further acknowledge funding support from Natural Science and Engineering Research Council (NSERC) of Canada.

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