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Constrained Tensor Decompositions for SAR Data: Agricultural Polarimetric Time Series Analysis

Basargin, Nikita und Alonso-Gonzalez, Alberto und Hajnsek, Irena (2023) Constrained Tensor Decompositions for SAR Data: Agricultural Polarimetric Time Series Analysis. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TGRS.2023.3331599. ISSN 0196-2892.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
7MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10313300

Kurzfassung

Tensor decompositions are a powerful tool for multidimensional data analysis, interpretation, and signal processing. This work develops a constrained tensor decomposition framework for complex multidimensional Synthetic Aperture Radar (SAR) data. The framework generalizes the Canonical Polyadic (CP) decomposition by formulating it as an optimization problem and allows precise control over the shape and properties of the output factors. The implementation supports complex tensors, automatic differentiation, different loss functions, and optimizers. We discuss the importance of constraints for physical validity, interpretability, and uniqueness of the decomposition results. To illustrate the framework, we formulate a polarimetric time series decomposition and apply it to data acquired over agricultural areas to analyze the development of four crop types at X, C, and L bands over the period of twelve weeks. The obtained temporal factors describe the changes in the crops in a compact way and show a correlation to certain crop parameters. We extend the existing polarimetric time series change analysis with the decomposition to show the changes in more detail and provide an interpretation through the polarimetric factors. The decomposition framework is extensible and promising for joint information extraction from multidimensional SAR data.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/199437/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Constrained Tensor Decompositions for SAR Data: Agricultural Polarimetric Time Series Analysis
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Basargin, Nikitanikita.basargin (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9173-6448NICHT SPEZIFIZIERT
Alonso-Gonzalez, AlbertoAlberto.Alonso-Gonzalez (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hajnsek, IrenaIrena.Hajnsek (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0926-3283NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:November 2023
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
DOI:10.1109/TGRS.2023.3331599
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:0196-2892
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Tensor Decomposition, Constraints, Synthetic Aperture Radar, Polarimetric SAR, Time Series, Optimization, Agriculture
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Polarimetrische SAR-Interferometrie HR
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme > Radarkonzepte
Hinterlegt von: Basargin, Nikita
Hinterlegt am:20 Nov 2023 13:22
Letzte Änderung:06 Dez 2023 16:18

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