This study deals with coastline extraction using multipolarization spaceborne synthetic aperture radar (SAR) imagery acquired over coastal intertidal areas. The latter are very challenging environments where mud flats lead to a large variability of normalized radar cross section, which may trigger a significant number of false edges during the extraction process. The performance of SAR-based coastline extraction methods that rely on a joint combination of multipolarization information (either single- or dual-polarization metrics) and speckle filtering (either local and nonlocal approaches) are analyzed using global positioning system (GPS) samples and colocated SAR imagery collected under different incidence angles. Our test site is an intertidal zone with a wetland (i.e., salt marsh) in the Solway Firth, south-west along the Scottish-English border. Experimental results, obtained processing a pair of RadarSAT-2 full-polarimetric and a pair of Sentinel-1 dual-polarimetric SAR imagery augmented by colocated GPS samples, show that: first, the multipolarization information outperforms the single-polarization counterpart in terms of extraction accuracy; second, among the single-polarization channels, the cross-polarized one performs best; third, both single- and dual-polarization methods perform better when nonlocal speckle filtering is applied; fourth, the joint combination of nonlocal speckle filter and dual-polarization information provides the best accuracy; and finally, the incidence angle plays a role in the extraction accuracy with larger incidence angles resulting in the best performance when dual-polarization metric is used.

中文翻译：

---

使用多极化卫星 SAR 数据在恶劣的沿海环境中提取海岸线：以 Solway Firth 为例

本研究使用在沿海潮间带区域获取的多极化星载合成孔径雷达 (SAR) 图像来提取海岸线。后者是非常具有挑战性的环境，其中泥滩会导致归一化雷达横截面的很大变化，这可能会在提取过程中触发大量虚假边缘。使用全球定位系统 (GPS) 样本分析了基于 SAR 的海岸线提取方法的性能，这些方法依赖于多极化信息（单极化或双极化度量）和散斑滤波（本地和非本地方法）的联合组合。不同入射角下采集的SAR图像。我们的测试地点是位于索尔威湾的潮间带湿地（即盐沼），西南沿苏格兰-英国边界。实验结果，处理一对 RadarSAT-2 全极化和一对 Sentinel-1 双极化 SAR 图像由共置 GPS 样本增强，结果表明：首先，多极化信息在提取方面优于单极化对应物准确性; 其次，在单极化通道中，交叉极化通道的表现最好；第三，当应用非局部散斑滤波时，单极化和双极化方法都表现更好；第四，非局部散斑滤波器和双极化信息的联合组合提供了最好的精度；最后，入射角对提取精度有影响，当使用双极化度量时，较大的入射角导致最佳性能。实验结果，处理一对 RadarSAT-2 全极化和一对 Sentinel-1 双极化 SAR 图像由共置 GPS 样本增强，结果表明：首先，多极化信息在提取方面优于单极化对应物准确性; 其次，在单极化通道中，交叉极化通道的表现最好；第三，当应用非局部散斑滤波时，单极化和双极化方法都表现更好；第四，非局部散斑滤波器和双极化信息的联合组合提供了最好的精度；最后，入射角对提取精度有影响，当使用双极化度量时，较大的入射角导致最佳性能。实验结果，处理一对 RadarSAT-2 全极化和一对 Sentinel-1 双极化 SAR 图像由共置 GPS 样本增强，结果表明：首先，多极化信息在提取方面优于单极化对应物准确性; 其次，在单极化通道中，交叉极化通道的表现最好；第三，当应用非局部散斑滤波时，单极化和双极化方法都表现更好；第四，非局部散斑滤波器和双极化信息的联合组合提供了最好的精度；最后，入射角对提取精度有影响，当使用双极化度量时，较大的入射角导致最佳性能。处理一对 RadarSAT-2 全极化和一对 Sentinel-1 双极化 SAR 图像由共置 GPS 样本增强后获得的结果表明：首先，多极化信息在提取精度方面优于单极化对应物；其次，在单极化通道中，交叉极化通道的表现最好；第三，当应用非局部散斑滤波时，单极化和双极化方法都表现更好；第四，非局部散斑滤波器和双极化信息的联合组合提供了最好的精度；最后，入射角对提取精度有影响，当使用双极化度量时，较大的入射角导致最佳性能。处理一对 RadarSAT-2 全极化和一对 Sentinel-1 双极化 SAR 图像由共置 GPS 样本增强后获得的结果表明：首先，多极化信息在提取精度方面优于单极化对应物；其次，在单极化通道中，交叉极化通道的表现最好；第三，当应用非局部散斑滤波时，单极化和双极化方法都表现更好；第四，非局部散斑滤波器和双极化信息的联合组合提供了最好的精度；最后，入射角对提取精度有影响，当使用双极化度量时，较大的入射角导致最佳性能。