Terrain-flattened gamma nought Radarsat-2 backscatter

Abstract

Radarsat-2 offers a variety of new modes and capabilities. We present results from rigorous application of geometric and radiometric calibration to backscatter values, enabling comparisons between different modes. First, the system's a priori geometric accuracy was tested (tiepoint free) by comparing the measured positions of corner reflectors in ultrafine images with predicted locations calculated based on the satellite state vectors and radar timing annotations. Second, the geometric accuracy of the dual-pol ScanSAR SCNB mode was tested by correlating each backscatter image to a radar image simulation calculated using the same product annotations. Third, the radar image simulation was used to normalize the backscatter values in both polarisations, generating terrain-flattened gamma nought values that were then terrain geocoded. Fourth, the available ascending and descending SCNB image pair was overlaid with and without such radiometric terrain correction applied. The advantages gained by using terrain-flattened gamma nought are discussed.

RADARSAT-2 offre une variété de nouveaux modes et fonctionnalités. Nous présentons les résultats obtenus par l'application rigoureuse de la calibration géométrique et radiométrique sur les valeurs de rétrodiffusion, permettant de comparer les différents modes. Premièrement, la précision géométrique a priori du système est testée (sans points de soutien) en comparant les positions de réflecteurs trièdres mesurées sur les images ultra-fines avec les positions prévues, ces dernières étant calculées à partir des annotations contenant les vecteurs d’état du satellite ainsi que les paramètres temporaux du radar. Deuxièmement, la précision géométrique du mode ScanSAR en polarisation double (appelé SNCB) est testée en corrélant chaque image de rétrodiffusion avec une image radar simulée, générée en utilisant les vecteurs d’état et les paramètres temporaux extraits des annotations en combinaison avec un MNT. Troisièmement, cette image radar simulée est utilisée pour normaliser les valeurs de rétrodiffusion des deux polarisations, générant des valeurs de gamma zéro normalisées selon le relief, qui sont ensuite géocodées. Quatrièmement, la paire d'images SCNB (1 × ascendante, 1 × descendante) est superposée une fois sans et une fois avec l'application de cette correction radiométrique du terrain. Les avantages de l'utilisation de gamma zéro normalisé selon le relief sont discutés.

[Traduit par la Rédaction]

Acknowledgements

This work was supported in part by the European Space Agency under ESRIN/Contract No. 22501/09/I-EC. The Radarsat-2 data was provided by the Canadian Space Agency through its SOAR programme (project 1985). RADARSAT-2 Data and Products © MacDONALD, DETTWILER AND ASSOCIATES LTD. (2010) - All Rights Reserved. The digital height model DHM25 from swisstopo was used for terrain geocoding and radiometric corrections.