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Automatic grounding line delineation of DInSAR interferograms using deep learning

Ramanath Tarekere, Sindhu und Krieger, Lukas und Floricioiu, Dana und Diaconu, Codrut-Andrei und Heidler, Konrad (2025) Automatic grounding line delineation of DInSAR interferograms using deep learning. The Cryosphere, 19 (7), Seiten 2431-2455. Copernicus Publications. doi: 10.5194/tc-19-2431-2025. ISSN 1994-0416.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
29MB

Offizielle URL: https://tc.copernicus.org/articles/19/2431/2025/

Kurzfassung

The regular and robust mapping of grounding lines is essential for various applications related to the mass balance of marine ice sheets and glaciers in Antarctica and Greenland. Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar (DInSAR) enables precise detection of tide-induced ice shelf flexure at a continent-wide scale with temporal resolutions of just a few days. While automated pipelines for generating differential interferograms are well established, grounding line delineation remains largely a manual process, which is labor-intensive and increasingly impractical given the growing data streams from current and upcoming synthetic aperture radar (SAR) missions. To address this limitation, we developed an automated pipeline employing the holistically nested edge detection (HED) neural network to delineate grounding lines from DInSAR interferograms. The network was trained in a supervised manner using 421 manually annotated grounding lines of outlet glaciers and ice shelves of the Antarctic Ice Sheet. We also evaluated the utility of non-interferometric features such as surface elevation, ice velocity, and differential tide levels for enhancing delineation performance. Our recommended neural network, trained on the real and imaginary interferometric features, achieved a median offset of 265 m and a mean offset of 421 m from manual grounding line delineations, as well as a predictive uncertainty of 401 m. Furthermore, we demonstrated this network's capacity to generalize by generating grounding lines for previously undelineated interferograms, highlighting its potential for large-scale, high-resolution spatiotemporal mappings.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/218307/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Automatic grounding line delineation of DInSAR interferograms using deep learning
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ramanath Tarekere, SindhuSindhu.RamanathTarekere (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0005-6468-7969196201198
Krieger, LukasLukas.Krieger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2464-3102196201200
Floricioiu, DanaDana.Floricioiu (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1647-7191NICHT SPEZIFIZIERT
Diaconu, Codrut-Andreicodrut-andrei.diaconu (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0000-1941-0139196201201
Heidler, KonradKonrad.Heidler (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:8 Juli 2025
Erschienen in:The Cryosphere
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:19
DOI:10.5194/tc-19-2431-2025
Seitenbereich:Seiten 2431-2455
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Poinar, KristinUniversity of BuffaloNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1994-0416
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Automatic delineation, deep learning, grounding line, Antarctica
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 - Projekt Polar Monitor II, R - SAR-Methoden
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > SAR-Signalverarbeitung
Institut für Methodik der Fernerkundung > EO Data Science
Hinterlegt von: Ramanath Tarekere, Sindhu
Hinterlegt am:06 Nov 2025 13:13
Letzte Änderung:06 Nov 2025 13:14

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