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SAR Tomography via Nonlinear Blind Scatterer Separation

Wang, Yuanyuan und Zhu, Xiao Xiang (2021) SAR Tomography via Nonlinear Blind Scatterer Separation. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 59 (7), Seiten 5751-5763. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TGRS.2020.3022209. ISSN 0196-2892.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9200699

Kurzfassung

Layover separation has been fundamental to many synthetic aperture radar applications, such as building reconstruction and biomass estimation. Retrieving the scattering profile along the mixed dimension (elevation) is typically solved by inversion of the SAR imaging model, a process known as SAR tomography. This paper proposes a nonlinear blind scatterer separation method to retrieve the phase centers of the layovered scatterers, avoiding the computationally expensive tomographic inversion. We demonstrate that conventional linear separation methods, e.g., principle component analysis (PCA), can only partially separate the scatterers under good conditions. These methods produce systematic phase bias in the retrieved scatterers due to the nonorthogonality of the scatterers steering vectors, especially when the intensities of the sources are similar or the number of images is low. The proposed method artificially increases the dimensionality of the data using kernel PCA, hence mitigating the aforementioned limitations. In the processing, the proposed method sequentially deflates the covariance matrix using the estimate of the brightest scatterer from kernel PCA. Simulations demonstrate the superior performance of the proposed method over conventional PCA-based methods in various respects. Experiments using TerraSAR-X data show an improvement in height reconstruction accuracy by a factor of one to three, depending on the used number of looks.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135884/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:So2Sat
Titel:SAR Tomography via Nonlinear Blind Scatterer Separation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wang, YuanyuanYuanyuan.Wang (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhu, Xiao XiangDLR-IMF/TUM-SiPEONICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2021
Erschienen in:IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:59
DOI:10.1109/TGRS.2020.3022209
Seitenbereich:Seiten 5751-5763
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:0196-2892
Status:veröffentlicht
Stichwörter:blind source separation; kernel PCA; multibaseline InSAR; nonlinear kernel; SAR tomography
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - SAR-Methoden, R - Künstliche Intelligenz
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > EO Data Science
Hinterlegt von: Wang, Yuanyuan
Hinterlegt am:07 Sep 2020 09:54
Letzte Änderung:23 Okt 2023 09:24

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