Compact polarimetry overview and applications assessment

Abstract

A synthetic aperture radar (SAR) with hybrid-polarity (CL-pol) architecture transmits circular polarization and receives two orthogonal, mutually coherent linear polarizations, which is one manifestation of compact polarimetry. The resulting radar is relatively simple to implement and has unique self-calibration features and low susceptibility to noise. It also enables maintenance of a larger swath coverage than fully polarimetric SAR systems. A research team composed of various departments of the Government of Canada evaluated this compact polarimetry mode configuration for application to soil moisture estimation, crop identification, ship detection, and sea-ice classification. This paper presents an overview of compact polarimetry, the approach developed for evaluation, and preliminary results for applications important to the Government of Canada. The implications of the results are also discussed with respect to future SAR missions such as the Canadian RADARSAT Constellation Mission, the American DESDynI, and India’s RISAT.

Un système radar à synthèse d’ouverture (RSO) avec une architecture polarimétrique hybride (CL-pol) transmet un signal en polarisation circulaire et reçoit aux polarisations linéaires orthogonales et de façon cohérente, ce qui est une catégorie de la polarimétrie compacte. Ce système radar est relativement simple à concevoir, il possède des caractéristiques uniques d’auto-calibration et il est peu susceptible au bruit. Également, il permet de maintenir une plus grande largeur de fauchée que les systèmes RSO complètement polarimétriques. Une équipe de recherche regroupant différents départements du Gouvernement du Canada a évalué le mode polarimétrique compacte en configuration circulaire-linéraire (CL-pol) appliqué à l’estimation de l’humidité du sol, la classification des cultures agricoles, la détection des bateaux ainsi que la classification des glaces de mer. Cet article survole la polarimétrie compacte, l’approche utilisée pour l’évaluation de ce mode appliqué aux différentes thématiques ainsi que la présentation des résultats préliminaires concernant les applications importantes pour le Gouvernement du Canada. L’implication de ces résultats est discutée relativement aux futures missions RSO, telles que la Constellation RADARSAT, DESDynI et RISAT.