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Geocoding of Ground-Based SAR data for infrastructure objects using the Maximum A Posteriori estimation and Ray-tracing

Rebmeister, Matthieu und Auer, Stefan und Schenk, Andreas und Hinz, Stefan (2022) Geocoding of Ground-Based SAR data for infrastructure objects using the Maximum A Posteriori estimation and Ray-tracing. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 189, Seiten 110-127. Elsevier. doi: 10.1016/j.isprsjprs.2022.04.030. ISSN 0924-2716.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
20MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924271622001320

Kurzfassung

Ground-Based Synthetic Aperture Radar (GB-SAR) enables to monitor a scene in a distance up to a few km and with an accuracy of around one mm. It is mainly used for landslide monitoring but also used to monitor man-made structures such as bridges and dams. Due to the particular distance-dependent imaging concept and related geometric distortion effects, the interpretation of the SAR images can be difficult, especially in the case of complex man-made structures. The geocoding of the SAR data enables to project the 2D SAR image on a 3D digital elevation model (DEM) or a 3D terrain model and highly improves the interpretation of the observed deformation. It also allows to fuse SAR-based observations with other data sources. The purpose of this paper is to present a new algorithm to geocode GB-SAR data in complex scenarios. The method introduces two new components, a Bayesian statistical approach and a ray-tracing algorithm. The first one uses an a priori function on the received intensity to improve the geocoding in case of strong layover, while the latter considers areas in the radar shadow to be excluded from geocoding. Moreover, ray-tracing provides the starting point for the analysis of signals with multiple reflections which are also discussed in this paper. Our algorithm is applied to and evaluated with two case studies. The first one demonstrates the improved geocoding of GB-SAR data on the Linach dam in the Black Forest in Germany, which is characterized by a rather complex architecture. The second case study shows the application of the method at the Enguri dam in Georgia, which is characterized by its large dimensions and a dam height over 270 m.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/185657/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Geocoding of Ground-Based SAR data for infrastructure objects using the Maximum A Posteriori estimation and Ray-tracing
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Rebmeister, MatthieuKIT-IPFNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Auer, StefanStefan.Auer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9310-2337NICHT SPEZIFIZIERT
Schenk, AndreasKIT-IPFNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hinz, StefanKIT-IPFNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Mai 2022
Erschienen in:ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:189
DOI:10.1016/j.isprsjprs.2022.04.030
Seitenbereich:Seiten 110-127
Verlag:Elsevier
ISSN:0924-2716
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Ground-Based SAR, Geocoding, Estimation, Bayes, ray-tracing, Dam monitoring
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - SAR-Methoden
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Photogrammetrie und Bildanalyse
Hinterlegt von: Auer, Dr. Stefan
Hinterlegt am:23 Mai 2022 14:28
Letzte Änderung:27 Mai 2022 10:38

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