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Interprétation à partir de modèles de diffuseurs

Le prochain niveau de complexité consiste à déterminer quels sont les mécanismes de diffusion à l'œuvre. Van Zyl van Zyl 1989 a élaboré une méthode de classification non dirigée, basée sur un simple test mathématique, qui répartit les pixels d'une image selon le mécanisme de diffusion : écho pair, écho impair et écho diffus. Il exploite le principe que les échos renvoyés par les diffuseurs dont la structure géométrique est simple sont concentrés dans la polarisation parallèle au signal et le fait que la différence de phase entre les canaux HH et VV indique si le nombre de réflexion du signal radar est pair ou impair (la phase relative change de 180° à chaque réflexion).

Freeman et Durden Freeman et Durden ont élaboré un ensemble de modèles de diffusion à partir d'archétypes physiques. Pour catégoriser les diffuseurs trouvés dans la nature, ils proposent comme « diffuseur universel » un arbre poussant sur un sol inégal à partir duquel ils ont créé des modèles de la rétrodiffusion du signal radar par le houppier, le tronc et le sol. Ils ont créé une procédure mathématique pour calculer le pourcentage de chaque type de diffuseur dans chacun des pixels. Cette méthode est analogue à celle de van Zyl, sauf que pour séparer les mécanismes de diffusion, ils ont utilisé un modèle physique plutôt qu'une règle purement mathématique.

Lorsqu'ils sont confrontés à un grand nombre de paramètres mesurés, les classificateurs fonctionnent beaucoup mieux si on peut transformer ces paramètres pour créer un ensemble de paramètres orthogonaux dont le nombre sera limité aux paramètres qui contiennent des informations cohérentes (c.-à-d. après avoir retiré les paramètres de bruit). Les méthodes aux valeurs propres peuvent s'avérer avantageuses, et il est également utile d'utiliser des modèles de diffusion qui sont indépendants du contenu de la scène. Une des méthodes de sélection de paramètres les plus récentes, proposée par Cloude et Pottier Cloude et Pottier 1996 (Décomposition de Cloude), est basée sur la décomposition en valeur propre de la matrice de cohérence. À partir des valeurs propres et des vecteurs propres de la matrice, on calcule trois paramètres : l'entropie polarimétrique, l'anisotropie polarimétrique et l'angle alpha.

L'entropie polarimétrique, H, représente le caractère aléatoire de la diffusion; H = 0 indique qu'un seul mécanisme de diffusion est à l'œuvre; H = 1 indique qu'une collection de mécanismes de diffusion aléatoires est en cause, en d'autres termes, que la cible dépolarise le signal. Les valeurs intermédiaires indiquent le degré de domination d'un diffuseur particulier. L'angle alpha est calculé à partir des vecteurs propres et indique le mécanisme de diffusion moyen ou dominant. Une valeur alpha = 0° indique la diffusion par une surface, alors que alpha = 45° indique une diffusion dipolaire ou par un volume et que alpha = 90° indique une diffusion par un dièdre ou des réflexions multiples. Le dernier paramètre utile, l'anisotropie polarimétrique, A, se calcule à partir du rapport des valeurs propres et signale la présence de multiples diffuseurs.

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