TerraSAR X OceanographyEnd of Comissioning Phase
Susanne Lehner
Institut für Methodik der Fernerkundung bzw. Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum
Folie 2Institut für Methodik der Fernerkundung
TerraSAR-X
… is a sun synchron satellite with a right side looking X-band synthetic aperture radar (SAR)
StripMap Mode
I m a g i n g g e o m e t r y
ScanSAR Mode
ResolutionPolarizationIncidence angleScene extensionWavelength
2m-16mSingle/Multi20°-60°10,30,100 km0.031m
SpotLight Mode
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Folie 3Institut für Methodik der Fernerkundung
First TerraSAR-X image processed on June 19th !
SM, HH pol, beam 19, 51º incidence
Novopetrovskiy/Russia near Volgograd
Tsimlyansk Reservoir / river Don
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Folie 4Institut für Methodik der Fernerkundung
1. Introduction
2. TerraSAR X
3. SAR algorithms for wind field and sea state
4. Coastal Applications, Currents, Bottom Topography
5. Outlook
Outline
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Folie 5Institut für Methodik der Fernerkundung
Basic Product PortfolioSSC: single look complex in slant range geometry
equidistant spacing in azimuth and in slant rangecomplex representation
MGD: multi look ground range detectedhomogenous ground spacingno interpolation artifacts due to image rotation.geo-referenced, but no precise geometry
GEC: geocoded ellipsoid correctedUTM projection, WGS84 reference, no DEM considered
EEC: enhanced ellipsoid correctedUTM projection, WGS84 reference, “coarse” DEM considered (e.g. SRTM, DTED-1 and -2)pixel localization accuracy down to meter leveldepends on DEM availability/quality
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Folie 6Institut für Methodik der Fernerkundung
L1B SAR Processing: Stripmap Single PolarisationAcquisition
o Oberpfaffenhofen, Fünf-Seen-Lando Stripmap (HH)o Incidence angle: 39.5° .. 42.5 °o 100 MHz bandwidth
ProcessingMGD-RE:
o 56 km x 30 km (az, rg)o 7 m resolution, 3.25 m spacingo 2.9 (az) x 3.5 (rg) lookso 17360 lines x 10306 samples (358 MB)
MGD-SE:o 56 km x 30 km (az, rg)o 3 m resolution, 1.25 m spacingo 1 (az) x 1.5 (rg) lookso 45136 lines x 26796 samples (2419 MB)
B.Schättler
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Folie 7Institut für Methodik der Fernerkundung
MGD - RE
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Folie 8Institut für Methodik der Fernerkundung
ScanSARgeometric accuracy
Asc / Desc crossings
2007 10 22-27
AR scan_11 (17:10)AR scan_05 (17:02)DR scan_11 (05:42)
Th.Fritz
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Folie 9Institut für Methodik der Fernerkundung
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Folie 10Institut für Methodik der Fernerkundung
ENVISAT IMS subscene acquired on Apr, 04, 2004
ERS-2 SLC subscene acquired on Apr, 04, 2004
ship
TSX subscene acquired on Aug, 27, 2007 (~6kmx1km)
TSX subscene acquired on Aug, 27, 2007 (~17kmx7km)
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Folie 11Institut für Methodik der Fernerkundung
SeaSAR Software ToolQuicklook Menue (TSX_MGD_20070827T171837 )
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Folie 12Institut für Methodik der Fernerkundung
Norderney
TerraSAR X StripmapNorderney 28. Juli, 2007, 17:18 UTC
10 km
Topography
Wind Field
J.Schulz-Stellenfleth
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Folie 13Institut für Methodik der Fernerkundung
Jul, 7, 2007Island of Hiddensee05:24 UTC
…around 2 hours time shift (west wind situation)
MODIS Level 2 FR TWP [g/m^2]
Detection of Clouds ( HH / VV / | HH – VV | )
GEC RE, 8 m res., 3.75 m spacing, 50 km x 15 km
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Folie 14Institut für Methodik der Fernerkundung
Dual Polarisation Image of the Baltic ( HH / VV / | HH – VV | )
H.Breit
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Folie 15Institut für Methodik der Fernerkundung
TerraSAR-X Stripmap 16.11.2007, 3:52 UTC.
Dual polarisation
10 km
( HH / VV / | HH – VV | )
Kerch
Oil Spill Strait of Kerch
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Folie 16Institut für Methodik der Fernerkundung
Wind Field Estimation from SAR Images
13.00o 13.50o 54.50o
54.75o
12.50o 13.00o 13.50o 54.50o
54.75o
12.50o
Wind streakdetectionSAR image Wind direction
SAR imagecalibration
Normalized RadarCross Section
Incidence angle
Inversionof
CMOD-5
WindSpeed
Rügen, 1991 FRANCES, 2004
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Folie 17Institut für Methodik der Fernerkundung
XMOD tuned by SIR C / X SAR Data and ECMWF data
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Folie 18Institut für Methodik der Fernerkundung
Strait of Gibraltar
TerraSAR-X Stripmap mode scene acquired on July 9, 2007 at 06:29 UTC
S. Brusch
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Folie 19Institut für Methodik der Fernerkundung
TSX Stripmap image, English Channel
30 km x 100 km TSX VV Stripmap image acquired on July 2, 2007, 17:35 UTC
Offshore Windfarm
Waves
Ships
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Folie 20Institut für Methodik der Fernerkundung
Okinawa3.5 km x 2 km
TSX Stripmap image acquired overOkinawa on June 12, 2007
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Folie 21Institut für Methodik der Fernerkundung
SRTM ATI Current MeasurementsShuttle Radar Topographie Mission (SRTM)
11-23 Feb, 2000
Along Track Interferometric SAR systems measure the across trackcomponent of current fields
headingur
CuxhavenBrunsbüttel
7 m
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Folie 22Institut für Methodik der Fernerkundung
2-D Current Measurements with Tandem-X„Squinted Split Antenna Mode“
αIdea: Operate both TX-1 and TX-2in split antenna mode withTX-2 flown with a largesquint angle (in the frameworkof an experiment)
Similar to „Dual-Beam ATI“TX-1
TX-2
132-363 km
187-514 km
Distance not critical
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Folie 23Institut für Methodik der Fernerkundung
Oceanography Algorithms at DLRToolbox
- Input, Quicklook generation- General Image Analysis
Windfield Analysis – New XMOD Algorithm- Calibration- Streak Detection – Wind Direction- Wind Field
Ship and Oil Detection- Threshold Algorithm
Sea State- Two Dimensional Spectra- Determination of Peak parameters
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Folie 24Institut für Methodik der Fernerkundung
TerraSAR X Test sites ordered in AOs
New AO for general proposalsor see COFUR price list: sss.terrasar-x.dlr.de
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Folie 25Institut für Methodik der Fernerkundung
Sth we cannot do with TerraSAR XSea State Statistic – 2 Years - 1 Million Radar Images
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Folie 26Institut für Methodik der Fernerkundung
Benefits of TerraSAR-X High spatial resolution
Ocean waves in the Baltic, Black Sea, estuaries, harbours, …High resolution wind fields (offshore wind farming, coastal models, LM-DWD)Tidal inlets, dredging activitiesShip detection, Observation of ship wakesBeach erosion, rip currents, wave development
High temporal resolutionCurrent tracking by feature detection
All weather and day&night observation capabilitySAR the instrument for severe weather monitoringDisaster prevention, tropical and extratropical cyclones, extreme waves
Polarimetric and interferometric capabilityInvestigation of steep waves Sea ice parametersATI current measurements
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Folie 27Institut für Methodik der Fernerkundung
ENVISAT IMS subscene acquiredon Apr, 04, 2004
ERS-2 SLC subscene acquiredon Apr, 04, 2004
TSX subscene acquiredon Aug, 27, 2007 (~2kmx5km)
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Folie 28Institut für Methodik der Fernerkundung
Imaging Modes of TerraSAR-X for Basic Products