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关于我国GF-3 SAR卫星全极化数据风场反演能力的初步分析

任林   2017-12-08

       近日,实验室任林副研究员与合作者在Remote Sensing期刊发表了关于我国高分三号(GF-3)SAR卫星全极化数据风场反演能力的初步分析结果。GF-3 SAR卫星于2016年8月10日发射,它是我国首颗达到米级分辨率的民用SAR卫星,其重要观测任务之一是实现全球海面高分辨率风场的观测。针对该任务,本研究团队在GF-3在轨运行前期的测试中,重点关注了两个问题:一是数据的等效散射量噪声(NESZ)性能,如果NESZ过高,会将部分有用信号淹没,导致数据应用受到限制;二是数据关于风场的敏感性,即风场的变化是否会引起GF-3数据的有效变化。这两点也是实现卫星数据海面风场反演的必要条件。研究中利用的数据包括GF-3 SAR全极化数据和NOAA/NCEP Global Forecast System(GFS)大气模式数据,通过研究发现:GF-3和国际上主流的SAR卫星(Radarsat-2和Sentinel-1A),具有相近的NESZ噪声大小。其次,GF-3数据对海面的风速和风向有良好的敏感性,变化趋势与现有地球物理模型函数基本一致。同时,研究中也通过SAR-模型比较,确定了最适合GF-3的地球物理模型函数。以上研究表明:GF-3 SAR全极化数据是有效的,且具有海面风场的反演能力。

 

Citation:Ren, L., J. Yang, A. Mouche, H. Wang, J. Wang, G. Zheng and H. Zhang. Preliminary Analysis of Chinese GF-3 SAR Quad-Polarization Measurements to Extract Winds in Each Polarization. Remote Sensing, 2017, 9(12): 1215.

 

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GF-3 SAR QPSI成像模式后向散射系数,成像时间为2017年7月3日01:51:53 (UTC)。

(a)     VV极化,(b) HH极化,(c) VH极化,(d) HV极化

 

Normalized radar cross-section (NRCS) from GF-3 QPSI mode quad-polarization SAR data acquired on 3 July 2017 at 01:51:53 UTC for (a) VV, (b) HH, (c) VH, and (d) HV polarization

 

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GF-3 SAR VV极化后向散射系数随风场变化的函数关系。(a)风速;(b)方位角。参与比较的地球物理模型函数包括CMOD4,CMOD_IFR2,CMOD5,CMOD5.N和C-SARMOD。

The GF-3 NRCS of VV polarization as a function of (a) wind speed and (b) azimuth angle. The GF-3 NRCS data are fitted and compared to GMFs including CMOD4, CMOD_IFR2, CMOD5, CMOD5.N, and C-SARMOD.