Results of the experiments using synthetic aperture radar onboard the European Remote Sensing Satellite 1. 5: Summary

Abstract

Some results of the experiments using synthetic aperture radar onboard the European Remote Sensing Satellite 1 carried out by the Communications Research Laboratory are summarized in this special issue. All of the experiments described here were proposed in response to the Announcement of Opportunity (AO) issued by ESA (European Space Agency) in 1986 and approved as the official experimental themes with given code numbers j2 (Title: Remote sensing of rice crops and vegetation penetration measurements by ERS (European Remote Sensing Satellite)-1 SAR (Synthetic Aperture Radar)) and j3 (Title: Observation of the ocean surface phenomena by ERS-1 AMI (Active Microwave Instrument) in the Pacific adjacent to Japan). Papers 2 and 3 are related to experiment j2, and paper 4 concerns with experiment j3. Paper 2 describes the result of a radiometric calibration experiment. An algorithm to relate ERS-1 SAR data to a backscattering coefficient of a target is proposed and used in the quantitative data analysis. A novel Active Radar Calibrator (ARC) with a frequency shift function was developed and it was demonstrated that the ARC image shifted intentionally in the azimuth direction by introducing a frequency shift. Paper 3 deals with an agricultural application of the ERS-1 SAR. The feasibility of estimating growth stage of rice crops from quantitative SAR measurements was shown. This is the first result for monitoring rice crop growth from space from transplanting to harvesting. Close relationships are shown between the backscattering coefficient and both the plant height and the net weight of the rice crops. Paper 4 describes the results of using ERS-1 SAR to detect artificial oil slicks on the ocean. The slicks were produced by spreading oleyl alcohol from a small boat. Since the surface roughness of the ocean was reduced by the thin film of oleyl alcohol, the backscattering characteristics of the area differed from those of the surrounding clean surface and thus it was detected clearly using ERS-1 SAR imagery. The capability of a space SAR to detect oceanic oil pollution was proven under several different wind conditions. Simultaneous observation with an airborne side-looking radar also confirmed the existence of the slicks. In this special issue, the results described principally concern the themes proposed in response to the ESA AO. However, efforts are still being continued to use the ERS-1 SAR data for several different applications in CRL and the results will be reported elsewhere in the future.

通信総合研究所(CRL)における欧州リモートセンシング衛星(ERS)-1に搭載の合成開口レーダ(SAR)を用いた実験について、いくつかの結果を要約した。ここで記載したすべての実験は、1986年のESA(欧州宇宙機関)による公募(AO)に応じて提案し、コード番号j2の公的実験テーマ(標題:ERS-1搭載SARによる米作物のリモートセンシングと植生侵入計測)およびj3(標題:ERS-1 AMI(能動型マイクロ波機器)による日本沿岸の太平洋における海面現象の観測)として承認された。報告書2および3は実験j2に関し、そして、報告書4は実験j3に関するものである。報告書2はラジオメータキャリブレーションの実験結果を記載した。ERS-1搭載SARデータをターゲットの後方散乱係数と関連付けるアルゴリズムを提案し、定量的データ解析に応用した。周波数シフト機能を有する新しいARC(能動的レーダキャリブレータ)を開発し、周波数シフトの導入によりARC画像が方位角方向に意図したようにシフトすることを明らかにした。報告書3ではERS-1搭載SARの農業への応用を扱った。定量的SAR計測から米作物の成長段階の推定が可能であることが分かった。これは米作物の移植から収穫までの成長を宇宙から監視した最初の結果である。後方散乱係数と米作物の草丈および正味重量の両方に密接な関連があることが分かった。報告書4は海洋での人為的な油層の検出にERS-1搭載SARを用いた結果を記載した。油層は小船からオレイルアルコールを散布して発生させた。海面の粗さはオレイルアルコールの薄膜により減少するので、被覆域の後方散乱特性は周囲の清浄域と異なり、ERS-1搭載SAR画像法を用いて明確に検出できた。海洋油汚染の検出に対する宇宙SARの能力は種々の風条件下で証明された。航空機搭載側方視レーダによる同時観測でも油層の存在を確認した。この特集号では、ESAのAOに応じて提案したテーマについて主なる結果を記載した。しかしながら、CRLにおいてERS-1搭載SARデータを様々な異なる応用に用いる研究を続行しており、その成果を将来、別途報告する予定である。