Dissertationen - DGK

4.1. Abbildungseigenschaften von Straßen in SAR-Bilddaten 55
(Abschnitt 2.3.3) korrigiert werden. Zum Beispiel kann mit einer speziell für Straßen ausgelegten Einfallswinkelkorrektur
dann nicht nur mit dem relativen Merkmal ’dunkel’ gearbeitet werden, sondern es
können dann auch die radiometrisch korrigierten Messwerte herangezogen werden.
In Bezug auf den Einfallswinkel kann für die Abbildungseigenschaften Folgendes festgehalten werden:
• Die Rückstreuwerte von Straßen sind im Near-Range höher als im Far-Range.
• Mit einer radiometrischen Kalibrierung können auch aus der Stärke der Rückstreuung von Straßen
Informationen für die Objektextraktion gewonnen werden.
Abbildungseigenschaften für verschiedene Polarisationen
Die Intensität der Rückstreuung ist von der Polarisation abhängig. Abbildung 4.4 zeigt die Abhängigkeit
der Rückstreuintensität einer offenen Landschaft anhand eines Beispiels. Die Bilder wurden so
skaliert, dass sie den gleichen Grauwertbereich abbilden [0 - 756], um die Rückstreuwerte untereinander
vergleichbar zu machen.
In dem Erscheinungsbild von Straßen in den verschiedenen Polarisationen lässt sich beobachten, dass
die Rückstreuung im X-Band in der VV-Polarisation geringfügig stärker ist als in der HH-Polarisation.
Untersuchungen haben gezeigt, dass die Rückstreuwerte für Straßen in der VV-Polarisation in allen
Frequenzen oberhalb der Rückstreuwerte der HH-Polarisation liegen (Abbildung 4.2). Dieses Verhalten
ist sowohl durch experimentelle Ergebnisse (Ulaby und Dobson, 1989) als auch durch theoretische
Rückstrahlmodelle (Fung und Cheng, 2004) belegt. Eine stärkere Rückstreuung in der VV-
Polarisation gegenüber anderen Polarisationen konnte auch für andere relativ glatte Flächen wie Wasser
und niedrige Vegetation nachgewiesen werden (Ulaby und Dobson, 1989; Müllenhoff und Prinz,
2004). Am geringsten ist die Rückstreuung von relativ glatten Flächen in den Kreuzpolarisationen
(HV, VH). In den kreuzpolarisierten Kanälen zeigen sich grundsätzlich niedrigere Rückstreuwerte, da
hier nur die depolarisierte Strahlung registriert wird (vgl. Abbildung 4.4 und 4.2).
Bei höherer Vegetation und Bäumen sind die Rückstreuwerte in den Gleichpolarisationen ungefähr
gleich hoch und fallen deutlich stärker aus als in den kreuzpolarisierten Kanälen (Abbildung 4.3). Der
Grund für die Stärke der Rückstreuung liegt darin, dass bei der HH- und VV-Polarisation Doppelreflexionen
an Baumstämmen und Ästen vorherrschen. Insbesondere bei vertikaler Polarisation ist dies
der Fall, da die vertikale Struktur der Vegetationsschicht dort am stärksten durchdrungen wird. Die
Abbildung von Bäumen im L-VV Band ist daher durch eine relativ hohe Intensität gekennzeichnet
(Abbildung 4.4(e), Kennzeichnung A). Im Gegensatz dazu wird in den Kreuzpolarisationen (Abbildung
4.4(f), Kennzeichnung A) nur der Anteil der Depolarisation sichtbar. Depolarisierte Strahlung
entsteht im Kronenbereich von Bäumen und im Buschwerk durch Zweige und Blätter.
Büsche treten dagegen im L-Band in den Gleichpolarisationen (HH,VV) weniger stark hervor als in
den Kreuzpolarisationen, wie z.B. in Abbildung 4.4 bei den Büschen mit der Kennzeichnung B zu sehen
ist. Dies lässt den Schluss zu, dass Büsche neben Straßen in den Gleichpolarisationen weniger das
Erscheinungsbild von Straßen behindern als in den Krezupolarisationen, insbesondere im L-VV-Band
hat das Buschwerk (Kennzeichnung B, oben) eine relativ geringe Rückstreuung.
Felder haben einen geringeren depolarisierenden Einfluss auf die Strahlung. Bei höherem Vegetationsstand
treten dagegen auch Felder in den kreuzpolarisierten Kanälen stärker hervor. Eine Kombination
der polarimetrischen Kanäle des L-Bandes eignet sich daher in diesem Fall sehr gut zur Trennung von
Volumenstreuung gegenüber rauen Oberflächen oder Corner-Reflektoren.
Die beiden Kreuzpolarisationen (HV und VH) weisen bei kalibrierten SAR-Systemen identische Rückstreuwerte
auf. Infolgedessen kann zur Datenreduktion auf die Kreuzpolarisation VH verzichtet werden.
In Bezug auf verschiedene Polarisationen kann für die Abbildungseigenschaften Folgendes festgehalten
werden:
• Straßen weisen in der HH-Polarisation in allen gängigen Radarfrequenzen geringere Rückstreuwerte
auf als in der VV-Polarisation.