Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

Analyse und Visualisierung von SAR-Bilddaten

Für die Verbesserung der Auswertung von SAR-Bildpaaren wurde eine Methode entwickelt, die Oberflächeneigenschaften und Änderungen einer einfachen Interpretation zugänglich macht, indem eine spezielle Form der Visualisierung verwendet wird.

 

Die CoVAmCohTM-Methodik stellt ein Verfahren zur interaktiven Analyse von komplexwertigen (hochauflösenden) weltraumgestützten SAR-Bildpaaren dar. Sie erlaubt die Ableitung von Aussagen über Oberflächentypen (physikalische Rückstreueigenschaften) sowie die Detektion von Gebieten zeitlicher Änderungen oder von Bereichen mit instabilen Rückstreuzentren (Volumenstreuer z. B. Vegetation).

 

CovAmCoh steht für die Fusion der drei SAR-Bildprodukte Variationskoeffizient (Cov), Intensität (Am2) und der Kohärenz (Coh) zu einem RGB-Bild (R=Cov, G=Am, B=Coh).

 

Der Variationskoeffizient (Quotient aus Standardabweichung und Mittelwert in einer lokalen Pixelumgebung) kann als Maß für die Homogenität oder die lokale Inhomogenität bzw. Heterogenität des Intensitätsbildes (Lokalität) verwendet werden. Die Intensität beinhaltet die Rückstreuinformationen der abgebildeten Erdoberfläche und darauf befindlicher Objekte. Die Kohärenzinformation beschreibt die Stabilität der Phase zwischen zwei Messungen und wird in der SAR-Interferometrie zur Beurteilung der Qualität der Phasenmessung verwendet.

 

Anhand dieses einfachen Interpretationsschemas in Verbindung mit der additiven Farbgebung aus drei Bildlayern können typische Szenengebiete interaktiv detektiert werden. Beispielsweise weisen temporär instabile Bereiche durch die Dekorrelation der Phaseninformation keinen Blauanteil auf. Äußerst lokal heterogene Bereiche hoher Rückstreuung besitzen eine gelbliche Farbgebung (z. B. Schmutzwasser-Aufbereitungsanlagen, industrielle Tanks mit Schwimm-Deckelung etc.). Umgekehrt sind temporär stabile Gebiete (kohärent) durch ihren hohen Blauanteil leicht zu erkennen (z. B. Eisenbahnlinien mit Schotterbett sowie Flachdächer mit Kiesbelag).

 

In einem direkten Vergleich des CoVAmCoh-RGB-Bildes mit dem entsprechenden Amplitudenbild wird der Mehrgewinn an Information deutlich, der mit dieser Methodik dem Anwender zur Verfügung gestellt wird.