ETD

Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-04262012-000438


Tipo di tesi
Tesi di dottorato di ricerca
Autore
CAI, FRANCESCO
URN
etd-04262012-000438
Titolo
DEVELOPMENTS OF MULTIDIMENSIONAL SAR IMAGING FOR THE ANALYSIS OF LAYOVER, VOLUMETRIC AND DYNAMIC SCENARIOS
Settore scientifico disciplinare
ING-INF/03
Corso di studi
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Relatori
tutor Ing. Lombardini, Fabrizio
Parole chiave
  • Temporal Decorrelation
  • SAR Tomography
  • layover
  • Differential SAR Tomography
  • volumetric scatterers
Data inizio appello
01/06/2012
Consultabilità
Completa
Riassunto
In seguito alla maturazione delle tecniche di interferometria SAR, basate esclusivamente su
dati di sola fase, un sensibile interesse sta crescendo su tecniche di combinazione coerente
di dati SAR complessi (modulo e fase) per l’estrazione di una maggiore informazione sulla
scena osservata. Tra queste, la Tomografia SAR 3-D (Tomo SAR) è una tecnica interferometrica sperimentale
basata su acquisizioni multiple (multibaseline) in grado di ottenere un imaging 3D completo
nel dominio range-azimuth-quota attraverso tecniche di stima spettrale spaziale. La Tomografia SAR permette di risolvere retrodiffusori multipli
all’interno della stessa cella SAR, consentendo il superamento di una limitazione della Interferometria
SAR convenzionale e permettendo l’analisi di scenari complessi. Recentemente,
è stata introdotta sotto il nome di Tomografia SAR Differenziale (Diff-Tomo) una nuova
tecnica di combinazione dati la quale integra sinergicamente i concetti di Tomografia e interferometria
differenziale permettendo la risoluzione congiunta di quote e velocità di deformazione di scatteratori
multipli presenti in un pixel SAR.
In quest lavoro sono presentati avanzamenti di queste tecniche per scenari volumetrici
complessi, includendo inoltre variazioni temporali del segnale, originate sia da decorrelazione
temporale che da moti di deformazione dei retrodiffusori. In particolare, sono riportati
nuovi risultati riguardanti le potenzialità della Tomografia-Differenziale per l’analisi
di scenari forestali, sfruttando il concetto originale delle firme spettrali spazio-tempo della
decorrelazione temporale. Più specificatamente, tre nuove funzionalità tomografiche sono state sviluppate
per migliorare o per estrarre un nuovo tipo di informazione da scenari forestali. Queste funzionalità, estensioni
del imaging SAR multidimensionale, sono discusse attraverso estese analisi simulate e confermate
con primi risultati sperimentali.

After the maturation of the interferometric SAR (InSAR, D-InSAR) techniques based on
phase-only data, much interest is growing in techniques based on the coherent combination
of complex (i.e. amplitude and phase) SAR data for the extraction of even more rich information
on the observed scene. Among these techniques, 3-D SAR Tomography (Tomo-SAR) is an experimental multibaseline
(MB) interferometric mode achieving full 3-D imaging in the range-azimuth-height
space through elevation beamforming, i.e. spatial (baseline) spectral estimation. Tomo-
SAR resolves multiple scatterers in height in the same cell, overcoming a limitation of conventional
InSAR processing and allowing the analysis of complex scenarios. Recently, a
novel coherent data combination mode termed Differential SAR Tomography (Diff-Tomo)
has been recently originated, synergically integrating the D-InSAR and the Tomo-SAR concepts
to allow the joint resolution of multiple heights and
deformation velocities of the scatterers mapped in a SAR pixel.
In this work, advances of this new framework are investigated for complex volume scattering
scenarios including temporal signal variations, both from scatterer temporal decorrelation
and deformation motions. In particular, new results are reported concerning the
potentials of Diff-Tomo for the analysis of forest scenarios, based on the original concept of
the space-time signatures of temporal decorrelation. More specifically, we propose three new
challenging tomographic functionalities aimed to improve or to extract new information from
forest scenarios. These
developments of multidimensional SAR imaging are discussed trough extensive simulated
analyses and first E-SAR P-band data results.
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