مقایسه مولفه‌های پولاریمتریک سار دوپولاریمتریک با سار تمام‌پولاریمتریک

در تصاویر سار تمام‌پولاریمتریک، امکان شناسایی و تشخیص اهداف برمبنای خصوصیات پولاریمتریک آن‌ها وجود دارد. بااین‌حال، به‌دلیل پیچیدگی‌های سنجنده، بیشتر سنجنده‌های سار در حالت دوپولاریمتریک فعالیت می‌کنند و فراوانی داده‌های دوپولاریمتریک بسیار بیشتر از داده‌های تمام‌پولاریمتریک است. در این تحقیق، میزان کارآیی مولفه‌های پولاریمتریک استخراج‌شده از حالت دوقطبی با حالت تمام‌پولاریمتریک مقایسه شده‌اند. بدین‌منظور، مولفه‌های آلفا و انتروپی در سه حالت hhhv ، hhvv، hvvv و تمام‌پولاریمتریک محاسبه شده است. با هدف بررسی دقیق‌تر، مقادیر آلفا و انتروپی به‌تفکیک کلاس‌های پوشش زمین استخراج شده‌اند. مقایسه مقادیر خطای مطلق میانگین بین مقادیر آلفا در حالت تمام‌پولاریمتریک با مقادیر حالت دوپولاریمتریک نشان می‌دهد که بین حالت hhhv، با حالت تمام‌پولاریمتریک، کمترین خطا وجود دارد و بیشترین خطا به حالت hhvv متعلق است. میزان خطا بین مقادیر انتروپی حالت تمام‌پولاریمتریک و حالت hhhv، hhvv و hvvv، به‌ترتیب، برابر 0.06 و 0.22 و 0.17 است. بر این اساس، حالت دوپولاریمتریک hhhv بیشترین انطباق را با حالت تمام‌پولاریمتریک دارد و ترکیب باندهای هم‌قطب hhvv کمترین انطباق را با حالت تمام‌پولاریمتریک داراست. در بین کلاس‌های متفاوت پوشش اراضی، مقادیر آلفای کلاس آب در حالت hhhv بیشترین نزدیکی را با حالت تمام‌پولاریمتریک دارد. بین مقادیر انتروپی کلاس‌های متفاوت پوشش زمین در حالت hhhv با حالت تمام‌پولاریمتریک، اختلاف معناداری وجود ندارد. براساس یافته‌های این تحقیق، نتیجه‌گیری می‌شود که ترکیب hhhv به حالت تمام‌پولاریمتریک نزدیک‌تر است.

Polarimetric Feature Comparison of Full and Dual Polarimetric SAR

Full polarimetric SAR sensors can capture full polarimetric characteristics of targets. Therefore, in comparison with single and dual polarimetric sensors they offer more capabilities in target detection. However, operation in full polarimetric mode increases complexity, data volume and need more power. Full polarimetric sensors acquire images with less swath compared to dual mode. As a result, most of SAR sensors operate in dual mode and provide dual polarimetric images. Due to high availability, dual polarimetric images are increasingly being used in many researches. In this research, the efficiency of dual polarimetric images is compared with full polarimetric mode. The main goal is to find the best combination of two polarimetric bands which has the nearest results to full polarimetric mode.One Advanced Land Observing Satellite / Phased Array Lband Synthetic Aperture Radar scene had been processed. The scene was multilooked and converted to the backscattering coefficient (sigma nought, dB). The image was decomposed by cluodepottier method into alpha and entropy components. Three different combination of two polarimetric bands were considered; HHHV; HHVV and HVVV. Alpha and entropy of each dual polarimetric mode were also computed. Then alpha and entropy driven from fullpolarimetric mode were separately compared with alpha and entropy of each dual mode. Since different land cover types (i.e. builtup, cropland, bare land and water) exist in the scene, the computations were done separately for each land cover type. The comparison among alpha values from full polarimetric mode and dual polarimetric mode reveals that HHHV combination shows the best conformity with full polarimetric mode. HHVV dual mode has the poorest results. Entropy values of HHHV mode had the least difference with full polarimetric mode. Entropy values of HHVV shows the weakest similarity. The MAE values of HHHV, HHVV and HVVV were 0.06, 0.22 and 0.17, respectively. The findings of this research shows that polarimetric features driven from HHHV combination are more compatible with fullpolarimetric mode. In case, no full polarimetric image is available, this dual combination can be substituted. Based on quantitative results, HHHV combination is recommended to be used in case no full polarimetric image is availableOne Advanced Land Observing Satellite / Phased Array Lband Synthetic Aperture Radar scene had been processed. The scene was multilooked and converted to the backscattering coefficient (sigma nought, dB). The image was decomposed by cluodepottier method into alpha and entropy components. Three different combination of two polarimetric bands were considered; HHHV; HHVV and HVVV. Alpha and entropy of each dual polarimetric mode were also computed. Then alpha and entropy driven from fullpolarimetric mode were separately compared with alpha and entropy of each dual mode. Since different land cover types (i.e. builtup, cropland, bare land and water) exist in the scene, the computations were done separately for each land cover type. The comparison among alpha values from full polarimetric mode and dual polarimetric mode reveals that HHHV combination shows the best conformity with full polarimetric mode. HHVV dual mode has the poorest results. Entropy values of HHHV mode had the least difference with full polarimetric mode. Entropy values of HHVV shows the weakest similarity. The MAE values of HHHV, HHVV and HVVV were 0.06, 0.22 and 0.17, respectively. The findings of this research shows that polarimetric features driven from HHHV combination are more compatible with fullpolarimetric mode. In case, no full polarimetric image is available, this dual combination can be substituted. Based on quantitative results, HHHV combination is recommended to be used in case no full polarimetric image is available.