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@MastersThesis{Ortiz:2018:EsSiMu,
               author = "Ortiz, Gustavo Prouvot",
                title = "Estudo de sistemas multimodais de ondas oce{\^a}nicas utilizando 
                         polarimetria SAR",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2018",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2018-06-15",
             keywords = "PolSAR, ondas oce{\^a}nicas, sistemas multimodais, ocean waves, 
                         multimodal systems.",
             abstract = "O estudo do comportamento das ondas oce{\^a}nicas {\'e} de 
                         fundamental import{\^a}ncia {\`a}s aplica{\c{c}}{\~o}es em 
                         engenharia e monitoramento ambiental. Desde o in{\'{\i}}cio da 
                         opera{\c{c}}{\~a}o dos primeiros sensores SAR orbitais, foram 
                         desenvolvidos algoritmos espec{\'{\i}}ficos para a estimativa do 
                         espectro de ondas superficiais observadas no oceano. O 
                         avan{\c{c}}o te{\'o}rico e tecnol{\'o}gico permitiu o 
                         desenvolvimento de algoritmos cada vez mais complexos e utilizando 
                         polarimetria SAR (PolSAR) para a estimativa das ondas, que elimina 
                         a necessidade de modelos num{\'e}ricos como 
                         inicializa{\c{c}}{\~a}o. Entretanto, at{\'e} o momento, os 
                         m{\'e}todos de estudo de ondas oce{\^a}nicas com imagens SAR 
                         n{\~a}o eram capazes de individualizar os par{\^a}metros 
                         descritivos das ondas num sistema multimodal, ou seja, onde 
                         h{\'a} diferentes sistemas de ondas atuando simultaneamente na 
                         mesma {\'a}rea. Este estudo apresenta, ent{\~a}o, uma nova 
                         metodologia capaz de estimar o comprimento de onda (\λ), 
                         altura significativa (Hs) e dire{\c{c}}{\~a}o de 
                         propaga{\c{c}}{\~a}o (\Φ) de cada sistema de onda 
                         observado em imagem polarim{\'e}trica obtida pelo sat{\'e}lite 
                         Radarsat-2. A metodologia proposta possui um algoritmo PolSAR como 
                         base, cuja capacidade de extrair informa{\c{c}}{\~o}es de 
                         sistemas multimodais foi agora desenvolvida atrav{\'e}s de uma 
                         nova abordagem de processamento multiescala e 
                         aplica{\c{c}}{\~a}o da teoria de MSS (mean square slope), 
                         historicamente utilizada em sensores {\'o}pticos e radar 
                         altim{\'e}trico. Para a imagem analisada no presente trabalho, 
                         foram identificados quatro sistemas de ondas presentes na 
                         Plataforma Continental Sudeste do Brasil: (#1) \λ = 55 m, Hs 
                         = 1,15 m e \Φ = 266; (#2) \λ = 111 m, Hs = 2,86 m e 
                         \Φ = 254; (#3) \λ = 255-285 m, Hs = 1,96 m e \Φ 
                         = 149; (#4) \λ = 321-359 m, Hs = 2,51 m e \Φ = 120. 
                         Al{\'e}m da extra{\c{c}}{\~a}o dos par{\^a}metros descritivos 
                         individuais de cada sistema, foi poss{\'{\i}}vel 
                         classific{\'a}-los como windsea (sistemas #1 e #2) ou swell 
                         (sistemas #3 e #4). Os resultados foram comparados a dados de boia 
                         meteo-oceanogr{\'a}fica, que separou os dois principais sistemas 
                         de ondas registrados: (A) \λ = 100 m, Hs = 2,4 m e \Φ 
                         = 193; (B) \λ = 271 m, Hs = 1,9 m e \Φ = 153. 
                         Observou-se que os sistemas #3 e B apresentam praticamente os 
                         mesmos par{\^a}metros descritivos, embora estimados por 
                         m{\'e}todos completamente distintos. J{\'a} os sistemas #2 e A 
                         apresentaram similaridade, por{\'e}m as diferen{\c{c}}as 
                         observadas foram atribu{\'{\i}}das {\`a} variabilidade no vento 
                         local ao longo da dist{\^a}ncia de 100 km entre a boia e a 
                         {\'a}rea de imageamento SAR. A metodologia proposta {\'e} 
                         inovadora por ser capaz de estudar sistemas multimodais de ondas. 
                         Ap{\'o}s ser validada e refinada com mais imagens e boias 
                         corretamente posicionadas, pode tornar-se operacional para 
                         utiliza{\c{c}}{\~a}o em SAR polarim{\'e}trico de banda-C. 
                         ABSTRACT: The assessment of ocean waves is fundamental to 
                         engineering and environmental monitoring activities. Since the 
                         first SAR orbital sensors, specific algorithms were developed to 
                         estimate the surface ocean wave spectra. The technologic advance 
                         allowed the development of algorithms even more complex that 
                         resulted on the use of PolSAR to study the once waves, which 
                         eliminates the need of wave models as first guess. Nevertheless, 
                         until now, the methods to assess ocean waves using SAR imagery 
                         were not capable to individualize the waves within a multimodal 
                         system. This study presents, then, a new methodology to estimate 
                         the wavelength (\λ), significant wave height (Hs) and 
                         propagation direction (\Φ) of each individual wave system 
                         observed on a PolSAR imagery obtained by Radarsat-2. The proposed 
                         methodology is based on a PolSAR algorithm which was now enhanced 
                         by a multiscale processing approach and the application of the MSS 
                         (mean square slope) theory, traditionally used with data from 
                         optical sensors and altimetry radar. Four different wave system 
                         were detected by the proposed methodology on the analyzed image 
                         over the Brazilian Southeastern Continental Margin: (#1) \λ 
                         = 55 m, Hs = 1.15 m e \Φ = 266; (#2) \λ = 111 m, Hs = 
                         2.86 m e \Φ = 254; (#3) \λ = 255-285 m, Hs = 1.96 m e 
                         \Φ = 149; (#4) \λ = 321-359 m, Hs = 2.51 m e \Φ 
                         = 120. Besides the extraction of individual descriptive 
                         parameters for each wave system, the methodology allowed its 
                         classification as windsea (systems #1 and #2) or swell (systems #3 
                         and #4). The results were compared to data from a metocean buoy, 
                         whose wave directional sensor processing scheme individualized the 
                         two principal wave systems registered: (A) \λ = 100 m, Hs = 
                         2.4 m e \Φ = 193; (B) \λ = 271 m, Hs = 1.9 m e 
                         \Φ = 153. One may observe that wave systems #3 and B have 
                         practically the same descriptive parameters, although being 
                         estimated by completely different methods. The systems #2 and A, 
                         however, showed similarity but the differences observed may be 
                         related to local wind variability along the distance of 100 km 
                         between buoy position and the SAR image acquisition area. The 
                         proposed methodology is innovative because it is capable to assess 
                         multimodal wave systems. After being tested and validated with 
                         more images and well collocated buoys, it may become operational 
                         for monitoring purposes using C-band PolSAR imagery.",
            committee = "Kampel, Milton (Presidente) and Lorenzzetti, Jo{\~a}o Antonio 
                         (Orientador) and Carvalho, Nelson Violante de",
         englishtitle = "On the study of multimodal ocean wave systems using polarimetry 
                         SAR",
             language = "pt",
                pages = "97",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34R/3R95H5L",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34R/3R95H5L",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "23 nov. 2020"
}


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