| Summary: | Este trabalho tem por objetivos desenvolver um conjunto de ferramentas computacionais para calibração radiométrica de imagens de radares de abertura sintética polarimétricos (PolSAR) e apresentar um novo método automático de calibração polarimétrica. Para atingir estes objetivos foi empregada uma abordagem metodológica divida em seis etapas, com base nas imagens PolSAR, na banda L, do sistema sensor SAR R99B do Sistema de Proteção da Amazônia (SIPAM). Na primeira etapa, em campo, foi realizada a pré-sinalização do imageamento SAR, por intermédio do posicionamento de refletores de canto triédricos em duas áreas de estudo, situadas na região da Floresta Nacional do Tapajós, próxima à cidade de Santarém-PA, e na região da cidade de Campinas-SP. A segunda etapa consistiu do processamento dos dados brutos SAR para geração de imagens PolSAR. Na terceira etapa, foram desenvolvidas, no ambiente ENVI/IDL, diversas ferramentas de calibração radiométrica de imagens PolSAR multi-sensor e multi-plataforma já consagradas na literatura, não disponíveis até o momento em um único ambiente de processamento SAR, onde se agregam funcionalidades gráficas interativas e amigáveis aos usuários, especializados ou não na área de calibração SAR. A quarta etapa envolveu a concepção, o equacionamento, a implementação e o teste de um novo método automático de calibração de imagens PolSAR, chamado de calibração multi-look, onde se procura provar a hipótese de que é possível empregar somente as imagens PolSAR para a calibração do channel imbalance, como sendo uma alternativa viável, em relação aos métodos tradicionais, no caso da inexistência de alvos artificiais conhecidos na cena imageada. O novo método baseia-se em um modelo de distorção linear consagrado para sistemas PolSAR, em três conjuntos de imagens PolSAR do tipo Multi-Look Complex (MLC) e em um método numérico de mínimos quadrados, para solucionar um sistema de equações não-lineares, cujas incógnitas são os parâmetros de calibração que se deseja estimar. A quinta etapa envolveu uma quantificação pormenorizada da qualidade radiométrica e geométrica das imagens PolSAR do sistema R99B, onde foi possível mensurar os níveis de distorção de recepção e de transmissão deste sistema. Na última etapa do trabalho, foi realizada uma comparação entre os resultados obtidos com os métodos tradicionais de calibração, e com o novo método proposto, o de multi-look, além de um estudo preliminar da influência do processo de calibração do cross-talk e do channel imbalance sobre as imagens da entropia e do ângulo a obtidas pelo método de decomposição de alvos por autovetores. Os valores médios do channel imbalance calculados pelo método tradicional, sem o uso dos refletores de canto, e pelo novo método foram iguais a 1,04 dB<25,05° e 0,84 dB<9,95°, respectivamente. Este valor se aproximou do limite de referência de 0,4 dB<10° para a calibração polarimétrica, demonstrando, portanto, a viabilidade de aplicação do novo método, como uma alternativa ao método tradicional, quando a informação polarimétrica desses refletores não está disponível. === The purposes of this study is to develop a set of computational tools for radiometric calibration of images of polarimetric synthetic aperture radar (PolSAR) and present a new automatic method for polarimetric calibration. To achieve these goals was employed a methodological approach divided into six stages, based on PolSAR images in L band, from the sensor system SAR R99B of the Amazon Protection System (SIPAM). In the first stage, in the field, were the pre-signaling SAR imaging of through the positioning of the corner reflectors trihedral in two areas of study, located in the region of the Tapajos National Forest, near the city of Santarém-PA, and in the region of Campinas-SP. The second step was the processing of raw data for generation of PolSAR images. In the third stage have been developed, into the environment ENVI/IDL, several tools for radiometric calibration of PolSAR images multi-sensor and multi-platform already established in the literature, not available so far in a single environment of SAR processing, which adds features graphic interactive and user friendly, specialized or not in the SAR calibration. The fourth stage involved the design, equating, implementation and testing of a new method of automatic calibration of PolSAR images, called multi-look calibration, which seeks to prove the hypothesis that you can only use the PolSAR images for calibration the channel imbalance, as a viable alternative, in relation to traditional methods, in the absence of known artificial targets in the scene image. The new method is based on a model of linear distortion devoted to PolSAR systems in three sets of PolSAR images type Multi-Look Complex (MLC) and a numerical method of least squares to solve a system of nonlinear equations whose unknowns are the calibration parameters that you want to estimate. The fifth stage involved a detailed quantification of geometric and radiometric quality of PolSAR images R99B system, where it was possible to measure the levels of distortion of reception and transmission of this system. At the last stage of the work was performed to compare the results with traditional methods of calibration, and the new proposed method, the multi-look, and a preliminary study of the influence of the calibration of cross-talk and channel imbalance on the images of entropy and the obtained by the method of decomposition of targets for eigenvectors. The a-angle average values of channel imbalance calculated by the traditional method, without the use of reflectors in the corner, and the new method were equal to 1.04 dB<25.05° and 0.84 dB<9.95°, respectively. This value is near to the polarimetric calibration reference limit of 0.4 dB<10°, showing therefore the feasibility of applying the new method as an alternative to the traditional method, where the polarimetric information of the reflectors is not available.
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