Potential of RADARSAT-2 data for operational sea ice monitoring

Synthetic aperture radar (SAR) data from RADARSAT-1 are an important operational data source for several ice centres around the world. Whereas RADARSAT-1 is only capable of acquiring data at a single polarization, RADARSAT-2 will be capable of acquiring dual-polarization data in many wide-swath modes (most importantly ScanSAR) and fully polarimetric SAR data in a narrow 25-km swath mode. In this paper, we consider the ice information requirements for operational sea ice monitoring at the Canadian Ice Service and the potential for RADARSAT-2 to meet those requirements. Primary parameters are ice-edge location, ice concentration, and stage of development; secondary parameters include leads, ice thickness, ice topography and roughness, ice decay, and snow properties. Iceberg detection is included as an additional ice information requirement. The dual and fully polarimetric modes of RADARSAT-2 are expected to enhance our ability to measure these parameters. For ice operations, the dual-polarization data are expected to be most useful, as they will provide the required wide coverage in a number of modes. Although ScanSAR is the recommended mode of operation, the properties of other modes are also discussed. To illustrate the expected improvements from polarimetry, we review the conclusions of past work and add some new results using ENVISAT ASAR and simulated RADARSAT-2 data. Résumé. Les données RSO de RADARSAT-1 constituent une source de données opérationnelles importante pour plusieurs services des glaces autour du monde. Alors que RADARSAT-1 n’est capable d’acquérir des données qu’en fonction d’une seule polarisation, RADARSAT-2 sera capable d’acquérir des données en polarisation double, dans plusieurs modes à faisceau large (le plus important étant le mode ScanSAR) et des données RSO polarimétriques dans un mode faisceau étroit de 25 km. Dans cet article, nous examinons les besoins en information sur la glace pour le suivi opérationnel de la glace de mer au Service canadien des glaces et la capacité de RADARSAT-2 à combler ces besoins. Les paramètres primaires sont la localisation de la limite de la glace, la concentration de la glace et le stade de développement de la glace alors que les paramètres secondaires comprennent les chenaux, l’épaisseur de la glace, la topographie et la rugosité de la glace, la désagrégation de la glace et les propriétés de la neige. La détection des icebergs est incluse à titre de besoin additionnel au plan de l’information sur la glace. Les modes en polarisation double et polarimétrique de RADARSAT-2 devraient améliorer notre capacité à mesurer ces paramètres. Pour les opérations sur la glace, les données à polarisation double devraient être très utiles étant donné qu’elles fourniront la couverture large requise pour un certain nombre de modes. Quoique le mode ScanSAR soit le mode d’opération recommandé, on discute également des propriétés des autres modes. Pour illustrer les améliorations prévues au plan de la polarimétrie, nous passons en revue les conclusions de travaux antérieurs et nous présentons de nouveaux résultats à l’aide des données ASAR d’ENVISAT et des données simulées de RADARSAT-2. [Traduit par la Rédaction]