DEM generation of montains area by using radargrammetric processing and multiwindows approach
Génération de MNT d'une zone montagneuse par radargrammétrie et approche multi-échelle
Résumé
Synthetic Aperture Radar (SAR) imagery offers many ways of research in remote sensing. The SAR satellite sensors can provide high resolution images whatever the weather is, by day or by night. Among all the possible uses of radar images, we focus here on the way to obtain Digital Elevation Models (DEM) from pairs of stereoscopic SAR images: the radargrammetry. Radargrammetric application requires mastery of several steps: viewing geometry, image matching and geometric reconstruction solving 3D stereo intersection equations. The image matching method is an area correlation, coming from photogrammetric methods used in optical imagery. To improve performance during the matching step, it's interesting to implement speckle (particular multiplicative noise in radar images) filtering and to use a pyramid scheme in order to speed up the process and to reduce matching errors. Moreover, using epipolar geometry reduces the search area. In our study area with high relief, these methods can generate a quite good DEM but not enough accurate. The methods coming from photogrammetry are not sufficient to be directly applied to radar images. Specific methods are needed, so we propose a new approach using different correlation windows sizes: the multi-window approach. We particularly reduce the correlation windows along the range axis depending on the image range compression. This technique allows to make a reliable matching and to improve the reconstruction results accuracy.
L'imagerie par Radar à Synthèse d'Ouverture (ROS) offre de nombreux axes de recherche en télédétection. Les capteurs ROS satellitaires peuvent fournir des images haute résolution, de jour comme de nuit, par tout temps. Parmi toutes les utilisations possibles de ces images radar, nous nous intéressons ici à l'obtention de Modèles Numériques de Terrain (MNT) à partir de couples d'images ROS stéréoscopiques : la radargrammétrie. Une application radargrammétrique nécessite la maîtrise de la géométrie de la prise de vue, de la mise en correspondance (ou appariement) des images ainsi que de la reconstruction géométrique par résolution des équations de localisation multi-scènes. L'appariement se fait par corrélation, de façon similaire aux méthodes de photogrammétrie utilisées en imagerie optique. Pour améliorer les performances lors de l'appariement, il est intéressant de mettre en oeuvre un filtrage du speckle (bruit multiplicatif propre aux images radar), ainsi qu'une technique pyramidale afin d'accélérer les traitements et de réduire les erreurs d'appariement. De plus, l'utilisation de la mise en géométrie épipolaire permet de réduire la zone de recherche. Dans la zone d'étude à forts reliefs qui nous concerne, ces méthodes permettent de générer un MNT satisfaisant mais encore imprécis. Les méthodes tirées de la photogrammétrie ne sont pas suffisantes pour être directement appliquées sur les images radar. Des méthodes spécifiques sont nécessaires et nous proposons alors une nouvelle approche, qui consiste à utiliser des fenêtres de corrélation de tailles différentes : l'approche multi-fenêtre. Nous procédons notamment à une dilatation en distance de la taille de ces fenêtres, afin de compenser le phénomène de compression d'une image à l'autre. Nous montrons que cette nouvelle méthode permet de fiabiliser l'appariement et d'améliorer les résultats de reconstruction altimétrique.
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