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Etude des apports et limites du radar à ouverture synthétique dans l'observation de l'océan à la mésoéchelle à partir des images SAR ERS-1 recueillies lors de la campagne Sémaphore

LABORDE P. - DEVEAUX M.

    

001/96

    

Résumé / Abstract

Table des matières

Ce rapport présente les travaux effectués dans le cadre de l'étude d'évaluation des images Radar à Ouverture Synthétique (ROS) D'ERS-1 recueillies lors de la campagne SÉMAPHORE 93. L'objectif était d'étudier les apports et les limites du ROS dans le domaine de la détection de phénomènes océaniques à la mésoéchelle. Cette étude, menée avec le support de la société OCI Services, a permis le développement d'une collaboration avec l'équipe DRO/OS de l'IFREMER à Brest, ainsi qu'avec l'équipe de traitement de l'image de Télécom Bretagne (ENSTB). Grâce aux travaux de l'EFREMER, il a été possible de déterminer la résolution effective du ROS D'ERS-1 et d'estimer la longueur d'onde de coupure des images. Ce dernier paramètre, essentiel pour l'inversion des images, est lié à un processus non linéaire associé au déplacement des longues vagues dans le sens orbital. Ce processus modifie le spectre ROS dans la direction de l'azimut (sens de déplacement du satellite) et peut être à l'origine d'un effet de brouillage. L'équipe DRO/OS de l'IFREMER a établi une corrélation entre la longueur d'onde de coupure et la vitesse du vent à la surface de l'océan. Elle a également réalisé une analyse statistique locale des images qui a permis de déterminer localement l'état de mer (étroitement lié à la vitesse du vent). La comparaison des images ROS avec d'autres jeux de données a principalement mis en évidence la signature de phénomènes météorologiques. L'équipe de l'ENSTB a, quant à elle, implanté des filtres particulièrement bien adaptés à la suppression du bruit de speckle (aspect granuleux, tacheté des images dû au processus imageur du ROS). Enfin au Bureau de Recherche et d'Etude SHOM-Météo (BRESM), quelques développements ont été réalisés pour faciliter l'interprétation qualitative des images ROS, et une méthode de suivi des pics de houle, proposée par l'U7REMER, a été implantée. Elle a permis la détection du front des Açores sur les deux fauchées d'images ROS ERS-1 de la zone SEMAPHORE. 

This report presents the results of an evaluation study of the ERS-1 Synthetic Aperture Radar (SAR) images gathered during the SEMAPHORE 93 experiment. The main goal was to study the contributions and limits of the SAR towards the detection of oceanic mesoscale structures. This study, carried out with the support of OCI Services company, allowed collaborations with the IFREMER DRO/OS team in Brest, and the Telecom Bretagne (ENSTB) image processing team. Thanks to works carried out at IFREMER, it has been made possible to determine the effective resolution of the ERS-1 SAR, and to estimate the images cut-off wavelength. The latter parameter, essentiel to the images inversion, is linked with a non-linear process associated with the long waves movement along the orbit. That process modifies the SAR spectrum in the azimutal direction (along the satellite movement) and may cause interference effects. The IFREMER DRO/OS team showed a correlation between the cut-off wavelength and the wind velocity at the ocean surface. That team also conducted a local statistical analysis of the images which allowed the determination of a local state of the sea (closely linked with the wind velocity). Comparing the SAR images with other datasets mainly evidenced the impact of the meteorological phenomena. The ENSTB team implemented filters that are particularly well adapted to the speckle noise removal (rough aspect, image stains due to the SAR imaging process). Finally, at the Research and Study Office of the SHOM-Météo (BRESM), some developments were done to help interpret qualitatively the SAR images, and a method to follow the swell peaks, proposed by IFREMER, was implemented. It allowed to detect the Azores Front along the two lines of ERS-1 SAR images in the SEMAPHORE area.

  • Introduction
  • Présentation des données ROS de l'étude
  • Principe d'aquisition de l'image ROS
  • Analyse des images ROS (IFREMER)
  • Filtrage des images ROS (ENSTB)
  • Rraitement de l'image ROS (BRESM)
  • Conclusion



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