Interpretasi Citra SAR • Parameter Target/Obyek: – Sifat Dielektrik
Synthetic Aperture Radar Polarimetry
– Geometri
• Parameter Sistem/Sensor: – Frekuensi/Panjang Gelombang – Incidence Angle Bambang H. Trisasongko
– Polarisasi
Department of Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University. Bogor 16680. Indonesia. Email:
[email protected]
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Sifat Dielektrik
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Estimasi Kelembaban Tanah
Hajnsek et al. (2008) Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
1
Geometri
Lee et al. (2011) Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Pengaruh Panjang Gelombang
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Interaksi Gelombang dengan Permukaan Kanopi Ranting Batang
Air Sedimen
Serasah C-band (3.8-7.5 cm)
L-band (15-30 cm)
P-band (30-100 cm) Top Soil Sub Soil
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~ Courtesy: FAO
2
Polarisasi
HH
VV
VH
Polarisasi
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Polarisasi
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Data SAR Berdasarkan Teori Polarisasi • Polarisasi Tunggal: HH (JERS-1), VV (ERS-1/2), HV • Polarisasi Ganda/Parsial (Envisat ASAR, PALSAR FBD, …) • Polarisasi Penuh (PALSAR PLR, Radarsat-2):
yˆ
xˆ
– Polarisasi Linier: HH+VV+VH
E ( zˆ, t )
Horizontal
Vertikal
zˆ
Resultan
– Polarisasi Sirkuler: LL+LR+RR – Polarisasi Eliptikal
• Data: – Amplitudo/Intensitas (PALSAR PLR level 1.5) – Amplitudo + Beda fase (PALSAR PLR level 1.1)
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
3
Polarisasi Tunggal
Produk Non Wave Polarimetry (aka Koefisien Hamburan Balik)
S XX
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Wave Polarimetry
Jones Vectors
S Es XX SYX
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
4
Citra Komposit pada Polarisasi Ganda
Fully Polarimetry
• Akuisisi: HH (Blue); VV (Red) • Kanal Green: operasi aritmatika pada HH dan VV
R: VV G: (HH+VV)/2 B: HH
Sinclair Matrix
S
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
S
S SXX SXY YX
YY
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Matriks Hamburan [S] • Digunakan untuk mempelajari dasar-dasar interaksi gelombang dan obyek
Ehs S hh s Ev Svh
S hv Ehi Svv Evi
Horisontal Vertikal
Pr Gelombang yang diterima
G 22 Pt (4 )3 R 4
Gelombang yang dikirim
Matriks Hamburan yang merepresentasikan obyek Bilangan Kompleks
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
5
Ciri Penting Data Polarimetri Penuh • Satu piksel tidak direpresentasikan dalam satu nilai tunggal pada setiap kanal (seperti pada sistem optik) • Disimpan dalam bentuk vektor bilangan kompleks • Analisis dalam bentuk matriks • Berlaku Teorema Reciprocity:
Citra Komposit pada Polarisasi Penuh Metode Pauli
Metode Sinclair
– HV = VH – Syarat: sistem akuisisi monostatik (pengirim dan penerima sinyal berada pada satu wahana)
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Representasi Matriks Lain • Matriks Kovarian [C] • Matriks Koherensi [T] • Teorema Reciprocity >> [S] memungkinkan ditransformasi menjadi vektor • Pada [C], dapat dibangun Vektor Kovarian yaitu:
• Konstruksi [C]
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
6
Parameter Polarimetrik • Total Power: akumulasi sinyal yang diterima
Ciri Polarimetrik (Polarimetric Signature) Laut (Odd-bounce)
TP = |Shh|2 + |Shv|2 + |Svh|2 + |Svv|2
• Koefisien Korelasi Co-Pol
• Beda fase Co-Pol: berguna untuk identifikasi obyek – Pantulan tunggal memiliki beda fase Co-Pol = 180
Bangunan (Double-bounce)
– Pantulan ganda memiliki beda fase Co-Pol = 0
• Derajat Polarisasi: rasio komponen terpolarisasi terhadap Total Power
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Analisis Data Polarisasi Penuh
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Perkembangan Metode Dekomposisi
• Linier: – Pendekatan pengolahan citra (umum) – Data beda fase umumnya tidak dimanfaatkan
• Dekomposisi Matriks: – Menyederhanakan informasi, utamanya pada jenis pantulan balik – Menyediakan informasi tematik; walaupun menggunakan metode tak terbimbing (analisis gerombol) – Berperan dalam klasifikasi terbimbing
Courtesy: Prof. Eric Pottier Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
7
Metode Dekomposisi Populer
Cloude-Pottier
• CLOUDE-POTTIER: – Entropy: pembaur tunggal atau kelompok – Alpha angle: identifikasi mekanisme pembaur (scattering) – Anisotropy: kepentingan komponen lain
• FREEMAN-DURDEN: – Single – Dual-bounce – Volume
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
B. Trisasongko. The Use of Polarimetric SAR Data on Forest Disturbance Monitoring. Sensing and Imaging, Springer USA. 2010 Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Contoh Aplikasi Cloude-Pottier
Pauli Alpha
Aplikasi pada Klasifikasi Tak Terbimbing
Entropi Anisotropi
Pauli
Entropy-Alpha
Entropy-Alpha-Anisotropy
BH Trisasongko. 2011. ITB Journal of Engineering Science, 43(2):101-112
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
8
Contoh Aplikasi Freeman-Durden
Pemanfaatan Data Polarisasi • Klasifikasi Penutupan Lahan – Berbasis Hamburan Balik • Menggunakan pendekatan analisis citra; mudah • Menggunakan polarisasi linier atau circular • Tidak memanfaatkan data beda fase – Berbasis Matriks • Data beda fase termanfaatkan • Komputasi yang lebih berat
• Ekstraksi Biofisik – Biomasa; Kelembaban Merah: double-bounce (permukiman) Hijau: volume (vegetasi berkayu) Biru: odd-bounce (pertanian)
– Baik intensitas atau beda fase dapat dimanfaatkan; atau menggunakan parameter polarisasi (derajat polarisasi dll.)
B. Trisasongko, MA Raimadoya, Manijo. GeoSARNas 2009
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
Leggi, in nome del tuo Signore che ha creato Ha creato l’uomo da un’aderenza Leggi, ché il tuo Signore è il Generosissimo Colui che ha insegnato mediante il càlamo Che ha insegnato all’uomo quello che non sapeva
Soil Science and Land Resources, Bogor Agricultural University ~~~
9
