Analysis of the capability of C-band fully polarimetric SAR data to monitor snowed environments

Abstract

[ANGLÈS] This study focuses on snow cover monitoring based on C-Band fully Polarimetric Synthetic Aperture Radar (PolSAR) data. Due to the lack of polarimetric sensors, most of the previous studies have been based on single polarization data, supported by time or frequency diversities, resulting in low sensitivity to the presence of snow and its physical parameters below X-Band. As it is shown, the use of polarimetry may overcome the previous limitations allowing to differentiate between dry, wet and absence of snow, making it possible to introduce a snow monitoring methodology based on multi-temporal PolSAR data and the use of target decomposition theorems. In general, snow scattering at C-Band is due primarily to surface and volume scattering. The previous theses are supported by results based on a case study over the North-Eastern Pyrenees, Spain, monitored with the Radarsat-2 system.

[CASTELLÀ] Este estudio se centra en la monitorización de las zonas nevadas mediante datos de Radar de Apertura Sintética totalmente Polarimétricos (PolSAR) en banda C. Debido a la falta de sensores polarimétricas, la mayoría de los estudios anteriores están basados en datos de una sola polarización, apoyados por una diversidad temporal y/o frecuencial, lo que resulta en una baja sensibilidad a la presencia de nieve y sus parámetros físicos por debajo de banda X. Se demostrará en este estudio que, el uso de la polarimetría permite superar las limitaciones anteriores, y que posibilita la diferenciación entre distintos estados de nieve como seco, húmedo y ausencia de nieve, por lo que es posible la introducción de una metodología de monitorización de la nieve basado en datos PolSAR multi-temporales y el uso de los teoremas de descomposición del blanco. En general, la dispersión de la nieve en la banda C es sobre todo debido a la dispersión de superficie y volumen. Las conclusiones anteriores están apoyadas por los resultados obtenidos en un caso concreto de datos sobre los Pirineos, nordeste de España, mediante el sistema de satélite Radarsat-2.

[CATALÀ] Aquest estudi es centra en el monitorització de les zones nevades mitjançant dades de Radar d'Obertura Sintètica totalment Polarimètrics (PolSAR) en banda C. A causa de la manca de sensors polarimètriques, la majoria dels estudis anteriors estan basats en dades d'una sola polarització, recolzats per una diversitat temporal i/o freqüencial, la qual cosa resulta en una baixa sensibilitat a la presència de neu i els seus paràmetres físics per sota de banda X. Es demostrarà en aquest estudi que, l'ús de la polarimetria permet superar les limitacions anteriors, i que possibilita la diferenciació entre diferents estats de neu com sec, humit i absència de neu, per la qual cosa és possible la introducció d'una metodologia de monitorització de la neu basat en dades PolSAR multi-temporals i l'ús dels teoremes de descomposició del blanc. En general, la dispersió de la neu en la banda C és sobretot a causa de la dispersió de superfície i volum. Les conclusions anteriors estan recolzades pels resultats obtinguts en un cas concret de dades sobre els Pirineus, nord-est d'Espanya, mitjançant el sistema de satèl•lit Radarsat-2.