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Concepto de radar de apertura sintética interferométrica

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Vídeo 1

Hola a todos y bienvenidos a nuevo tema que es SAR interferometría son en definitiva también decimos InSAR. Cuando hemos empezado a discutir acerca de la teledetección activa de microondas en ese momento una o dos veces he referido la interferometría SAR o InSAR. Por lo tanto, esta discusión está en 2 partes. Entonces, primero vamos a estar discutiendo sobre la tecnología en sí que cómo funciona InSAR y luego estaremos viendo algunos ejemplos o aplicaciones de interferometría SAR. Básicamente si vemos el, qué es exactamente interferometría que en lo que hacemos en SAR interferometría radar a distancia que observamos la zona, la misma zona desde ángulos ligeramente diferentes. Por lo tanto, cuando esto se hace entonces usted está teniendo un par básicamente. Así, esto se puede hacer simultáneamente como en él ha sucedido en caso de SRTM con los 2 radares montados en la misma plataforma a través de un eje o se puede hacer. Con 2 tiempos diferentes y a través de las órbitas repetidas del mismo satélite, mismo sensor sobre la misma área sólo habrá una diferencia de tiempo. Por lo tanto, si tomo el ejemplo del satélite ERS o del satélite ENVISAT, entonces estos satélites solían visitar la misma zona después de 35 días. Entonces, entonces usted puede tener un par con los ángulos de aspecto ligeramente diferentes de la misma área a través de la misma plataforma y entonces ese par entonces puede ser utilizado en interferometría. Por lo tanto, se requiere un par. Por lo tanto, la interferometría SAR básicamente nos permite medir, porque la detección remota de radar es una técnica de detección de radio que básicamente nos permite medir la radiación que viaja a través de su coherente y esto juega un papel muy importante la coherente que vamos a discutir más sobre esto. Y esta medición de la trayectoria de viaje, que es una vez el pulso o la energía, ha sido enviada por el sensor. Y luego la variación que se produce en el medio o la función de la posición del satélite y el tiempo de adquisición, que permite la generación del producto más común de la interferometría SAR son los modelos de elevación digital. Esto es lo que se hizo exactamente en el caso de la Misión de Topografía de Radar Radar de SRTM que el 80% del globo estaba cubierto, excepto las regiones polares. Y este par que luego somos analizados, procesados, y luego finalmente, modelo de elevación digital en diferentes pantallas y resoluciones, estamos creados para casi todo el mundo y además aparte de permitir generar modelos de elevación digital, estos pares a través de interferometría SAR, también podemos obtener la información de deformación de precisión de centímetro o incluso se hace un procesamiento justo y se cumplen otras condiciones. Entonces podemos obtener incluso una precisión milimétrica en nuestras mediciones o estimaciones de deformación del suelo o deformación superficial del terreno. Por lo tanto, hay 2 aplicaciones principales uno es por supuesto modelo de elevación digital, otro es detectar la deformación que se podría llamar debido a que puede ser de deslizamiento, puede ser hundimiento, puede ser terremoto y puede haber muchos factores. Así que, ahora estaremos viendo que cómo se requieren estos y un par. En esta figura lo que vemos que el satélite está pasando a través de esta órbita 1 y teniendo un ángulo de aspecto particular y mirando la misma zona como se puede ver que está vacío, ahora la huella se muestra aquí. Y estas direcciones son básicamente el rango de inclinación de las diferentes órbitas. Así que, si hablo de la primera órbita, entonces esta es la gama de inclinación. Luego hay una segunda órbita y luego rangos de inclinación aquí con 2 diferentes rangos de inclinación, pero todos los ángulos de aspecto. Pero la zona que está siendo cubierta es la misma. Por lo tanto, la misma área está cubierta a través de 2 diferentes pases orbitales o orbitales que tienen poco que tener un ángulo de aspecto diferente. Y la distancia perpendicular entre estos 2 rangos de inclinación que se llama la línea base perpendicular. La línea base es muy importante para impulsar un modelo de elevación digital altamente confiable o un modelo de elevación digital preciso o formación en tierra también. Por lo tanto, la línea base debe ser demasiado óptima. Si es demasiado grande, el número es demasiado grande entonces probablemente no tendremos la coherencia entre estas 2 escenas que serán adquiridas por estos, establecer este satélite a través de 2 órbitas y entonces no podemos generar interferogramas. Así que la línea base se vuelve muy importante Ahora, esto es básicamente la dirección de vuelo que estamos viendo. Por lo tanto, este arreglo es su interferometría InSAR. Y el satélite o los sensores serían capaces de adquirir los datos de la misma zona, tal vez poco a través de diferentes ángulos de mirada en órbitas sucesivas que es lo aquí. Por lo tanto, la distancia básicamente como yo estaba mencionando, esa es la línea basal perpendicular y también hay línea base de interferometría. Por lo tanto, básicamente la distancia entre los 2 satélites, a medida que se areseeeing en órbitas en la órbita 1 y 2 en el plano, que es perpendicular a la órbita se llama la interferometría o el interferómetro de línea base. Y mientras que la proyección que es perpendicular al rango de inclinación como mencioné anteriormente, es perpendicular a este rango de inclinación que se llama la línea base perpendicular. Y esta línea de base perpendicular como ya le he dicho es muy importante para derivar interferogramas de la reparación. Por lo tanto, los interferogramas SAR básicamente se generan a través de este procesamiento que se llama multiplicación cruzada y que demasiado pixel por pixel. Así, pixel de la órbita 1 escena y luego pixel de la órbita segunda escena. Y así, eso significa, que el co-registro de muy alta calidad también es muy requerido en la interferometría SAR. Por lo tanto, usando esta cruz, multiplicando la primera imagen SAR que nosotros con el conjugado complejo del segundo, así es como se vuelve. Y una imagen que podemos tomar como imagen maestra otra que podemos tomar como imagen esclava.
Y con esto en este ejemplo la luz, la primera imagen con el conjugado complejo del segundo. Y luego el interferograma, básicamente la amplitud del interferograma es la amplitud a la primera imagen multiplicada por la de la segunda. Y mientras que su rostro la fase interferométrica es la diferencia de fase entre las imágenes. Y esta diferencia de fase se explota básicamente en caso de deformaciones terrestres mientras que, esta amplitud se explota en caso de modelo de elevación digital. Esto lo veremos más allá. Ahora, tomamos algunos ejemplos de diferentes sensores a bordo de diferentes satélites, algunos todavía son funcionales, algunos han completado su vida. Así que, si tomo el ejemplo de decir ALOS PALSAR que es un sensor japonés, estaba en la banda L y la longitud de onda es de 23 metros. Mientras que la banda más común en la interferometría SAR que se utiliza. Empezó con ERS, luego ERS de la Agencia Espacial Europea, luego RADARSAT de Canadá, luego ENVISAT de nuevo Agencia Espacial Europea, ASAR es el nombre del sensor. Entonces RISAT no tiene las capacidades de adquirir datos de interferometría. Sin embargo, el centinela está teniendo capacidad de adquirir datos. Una ventaja más con Sentinel uno es que los datos también están disponibles sin costo para cualquier parte del globo, dondequiera que el interferograma los pares o pares de interferometría estén disponibles, aquellos estarán disponibles una vez que los datos han sido adquiridos. Y a través de internet, cualquiera puede descargar. Y otra cosa es que uno quisiera hacer más en este, entonces el software de procesamiento también está disponible a través de esta Agencia Espacial Europea. Por lo tanto, usted obtiene los datos sin costo, usted consigue un software de procesamiento y usted también puede generar sus propios interferogramas tal vez un desarrollo de un modelo de elevación digital y alta resolución espacial o puede estudiar la formación de tierra inducida por muchos factores. Podría haber X banda, que está bastante cerca de la banda C, que es 3 centímetros y TERRA SAR-X está ahí y otros están allí. Algunos satélites están en el dominio militar para los que no tenemos muchos detalles disponibles en general ni los datos.

Vídeo 2

Ahora qué imagen se debe seleccionar la imagen o el conjunto de datos. Los pares se seleccionarían para el proceso de SAR, mientras que hacer esta selección cuáles son las cosas que debemos buscar en eso. Por lo tanto, el primer paso es básicamente y la selección de imágenes SAR, que debe ser adecuado para la interferometría y el demasiado grande que sea y vamos a tomar este par para el procesamiento. Por lo tanto, los pasos clave en este criterio que se adopta para la selección de un par tienen un fuerte impacto en la calidad de nuestros resultados finales. Y estos criterios, que solo vamos a discutir, dependerán de la aplicación específica para la que se requieran imágenes de interferometría SAR. Eso significa, si voy por la generación de modelos de elevación digital, entonces miraré estos criterios de manera muy diferente. Cuando voy a estudiar la información sobre el terreno, entonces miraré estos criterios de manera muy diferente. Así que, 2 aplicaciones SAR más importantes como ya he mencionado, una es el modelo de elevación digital y otra es la interferometría diferencial o detectar las deformaciones terrestres. Por lo tanto, para tener los mejores resultados de nuestros análisis o datos de interferometría SAR, los siguientes parámetros son importantes. El primero es el ángulo de la vista y esto vamos a discutir más sobre este aspecto que el ascendente y descendente pasa, porque la mitad del globo es cubierto a través del paso ascendente y la mitad del globo terráqueo el otro lado del globo será cubierto por la parte descendente. Así que, pueden ser estos pases haciendo cualquier diferencia en nuestros resultados que es la longitud de la vista a través de diferentes ángulos de vista que vamos a ver en o vamos a discutir acerca de esta parte. Entonces la línea de base geométrica, ya que sólo he discutido la línea de base perpendicular es importante que parte vamos a estar también tomando más allá de la línea de base temporal la diferencia de tiempo entre 2 escenas. Si la diferencia de tiempo es demasiado grande, puede haber algunos cambios en el terreno. Y si esos cambios eran esperados, o cambios que hacen, crean problemas para nuestro análisis que uno tiene 2 escenas. Como por ejemplo, si estoy usando la técnica de interferometría SAR para detectar la deformación del suelo inducida por un terremoto, entonces quiero que se hayan producido las escenas más cercanas 2 escenas entre el terremoto. Así que de esa manera, generalmente estos sobrepases tiempo o repetición de ciclo o resolución temporal del satélite es de 35 días. Así es como estas órbitas han sido diseñadas. Así que en medio, si 2 escenas que estoy teniendo uno es pre-terremoto, otro es postearthquake entonces tendré mucho control o confianza en mi análisis.
Así que la línea base temporal, así que no es demasiado grande. De lo contrario, el nivel de confianza en mis resultados será muy inferior. El tiempo de la creación de los datos, y generalmente el tiempo aquí significa y no el tiempo del sobrepaso del satélite. Porque y no somos operador del satélite sea para nosotros los datos están siendo adquiridos y el tiempo de sobrepasada sobre el área es fijo. El tiempo de la adquisición significa que básicamente aquí la temporada y que cuando se supone que pre-monzón y post monzón. Ahora la condición de la vegetación va a ser completamente diferente en el caso del terreno indio. Por lo tanto, esa cosa también se tendría en cuenta al seleccionar los pares de datos. Por lo tanto, el momento debe ser visto en esa perspectiva. A continuación, la coherencia, por supuesto, la información de coherencia sólo vendrá una vez que haya comenzado a analizar los datos. Por lo tanto, en muy primeros pasos, usted puede tener una evaluación de la coherencia, también vamos a discutir esta parte con poco detalle, tal vez en esta discusión o tal vez en el siguiente. Entonces las condiciones meteorológicas, las condiciones meteorológicas a veces pueden traer los cambios porque, lo que a través de la interferometría SAR es básicamente el estudio de la deformación del suelo. Estamos viendo los cambios de la escala de milímetro o centímetro. Y por lo tanto, cualquier gran diferencia entre las condiciones metrológicas de 2 escenas o par puede dar pocos resultados diferentes y por lo tanto, es básicamente cómo atribuir que esos cambios son puramente debido a la deformación del suelo en lugar de cambios en las condiciones metrológicas entre esas 2 fechas de adquisición de datos. Por lo tanto, también si esa información también está disponible que se debe utilizar mientras se selecciona la imagen. Ahora primero sobre ese ascendente y descendente pasa. Así que, como estaba diciendo que el ascenso pasa cuando de sur a norte, el satélite va y tan pronto como pase sobre los polos entonces o cerca de la pértiga irá en el otro lado que va a descender. Así, la mitad del globo siempre estará cubierta en modo ascendente, la otra mitad será cubierta en pases descendentes. Sin embargo, estas cosas pueden traer pocos cambios en nuestro análisis. Entonces, esto es lo que vamos a ver a través de esta figura entonces cuando estamos teniendo los pasos de arriba ascendentes. Entonces lo que estamos viendo aquí, este LOS representa la línea de visión en que dirección el satélite está mirando hacia el norte. Por lo tanto, los cambios desde lejos del satélite que significa, dicen los cambios, si no hay cambios en el color que significa que hay en, esto estoy hablando del mapa de flecos o mapa de interferograma, que estará generando después del procesamiento. Por lo tanto, si no hay cambio de color significa que no estoy observando ninguna franja, que se muestra en diferentes colores. Esa conclusión es que en entre esas 2 fechas, y no se ha producido realmente ningún cambio. Si estoy viendo algunos cambios en los colores, una sola franja que estoy viendo aquí observando, entonces hay un cambio en la línea de la vista. Por lo tanto, la línea de visión significa que si el suelo o ha bajado o un mal ejemplo aquí, el hundimiento traerá este tipo de cambio en los pasos ascendentes. Mientras que en caso de descender, este mismo hundimiento puede traer cambios algo así. Por lo tanto, no hay ninguna diferencia, sin embargo, cuando vemos el cambio lejos del satélite. Esto cambia entonces el múltiplo si hay múltiples flecos, entonces los flecos tendrán diferentes colores que usted puede ver aquí el patrón. Si voy de izquierda a derecha, entonces estoy teniendo diferentes colores cian, magenta, y amarillo. Aquí estoy teniendo amarillo, magenta y cián. Así que, de esa manera puedo ver los cambios debido a los pases ascendentes y descendentes. Así que, sin deformación, sin flecos, sin cambios de color, algo de hundimiento, alguna deformación, voy a ver una gran franja. Y entonces yo en los dos los casos y es muy difícil ver cualquier cambio debido al modo ascendente o descendente. Sin embargo, cuando los cambios son como este, como un empuje o algo, y que está en la dirección de Oriente Oeste, la deformación se ha producido debido a algún evento tectónico del evento sísmico. Entonces el, estaré viendo los cambios en los colores de flecos como este, ese cian, magenta, amarillo en este caso amarillo, magenta, cian. Ahora, esta es la línea de la vista como se puede ver y esta es la dirección del satélite que va como camino. En esto, mientras que en el modo descendente, por supuesto que es la dirección opuesta de la vista y la línea de la vista en esta dirección. Así que, cuando el satélite está mirando de esta manera o el satélite está mirando de esta manera que puede traer porque la misma estructura de la tierra está siendo mirado a los 2 ángulos diferentes de mirada esto a través de estos pasos ascendentes y descendentes. Y por lo tanto, tendrán diferentes interferogramas que puedes ver aquí. Un punto importante que me gustaría mencionar también cuando las deformaciones terrestres se encuentran en una zona grande, pero pequeña. Como el ejemplo medio que es el hundimiento, que una gran área está disminuyendo, pero la magnitud del hundimiento es poca. Y se verían los flecos, muy abiertos tipo de fringeslike que están viendo en este caso medio. Pero cuando las deformaciones se están produciendo en un área pequeña, pero la magnitud sabia que son muy altas. Como en el ejemplo inferior, entonces estos flecos estarán muy cerca. Y también contando los flecos y divididos por la mitad de la longitud de onda por 2. Por lo tanto, si la longitud de onda es decir 5 centímetros o 5,6 centímetro entonces 2.8 el valor, que es la mitad de la longitud de onda y el número de flecos. Así que, en este caso si digo que se trata de una banda C y adquisición de datos. Tengo 2 flecos de corte claro en el ejemplo inferior. Y me multiplico por 2,8 que significa que las deformaciones se han producido de equivalente a 5,6. Por lo tanto, de esa manera se puede evaluar la magnitud de la deformación podemos estimarla en función del número de flecos que obtengo. Y en cuánto área que también se puede ver aquí, solo hay una franja en el caso medio. Por lo tanto, digo que sólo la deformación y el 2 es el hundimiento de 2,8 centímetros. Mientras que en el ejemplo inferior, estoy viendo tal que usted conoce la deformación en la línea de la vista. Este tiene que recordar que esto es deformación es línea de visión. Debido a que el terreno ha bajado o ha subido en la línea de visión de la adquisición de datos. Así, en el ejemplo inferior, las deformaciones son de magnitud de 5,6 centímetros. Por lo tanto, estos juegan un papel muy, muy importante mientras evalúan la calidad. Ahora, otro aspecto importante es la coherencia. Al igual que en este ejemplo, que se nos ve que dondequiera que obtengamos estos claros flecos sólo un tipo especial de características en los interferogramas. Si usted ve una escala más grande y hay una franja 1 que es muy claramente visible. Pero el resto de las áreas que usted hace notará cualquier margen excepto las características especiales. Por lo tanto, estas son las áreas incoherentes, que están marcadas aquí. Y el área coherente es ésta, que es marginal sólo una franja. Por lo tanto, las áreas básicamente sin un claro patrón de franja representa en áreas coherentes. Ahora la incoherencia puede ocurrir debido a ciertas razones. Por lo tanto, el básicamente el mismo píxel, porque ahora estamos teniendo un par. Por lo tanto, los píxeles deben reflejar las ondas de radio en casi en la misma condición entre 2 observaciones de 2 píxeles de 2 imágenes. Por lo tanto, eso debería tener lo mismo que usted sabe reflejar las ondas de radio en casi la misma condición. Cuando el desplazamiento dentro de un píxel es uniforme, entonces se puede obtener una buena coherencia. Pero, cuando esto no está ahí, entonces no se obtiene una buena coherencia, como por ejemplo, en caso de que la interferencia de la superficie del agua no pueda ocurrir. Porque la superficie del agua varía con la fluctuación del agua con el tiempo. Por lo tanto, si hay una diferencia de tiempo de 35 días entre 2 imágenes, que es muy común, entonces la condición de agua, las condiciones de la superficie del agua serán diferentes.
Y por lo tanto, es posible que no tengamos coherencia en nuestro análisis de estas 2 escenas. Incluso si un desplazamiento dentro de un píxel es pequeño para extraer de 2 imágenes. Pero la superficie del suelo es inclinada como en las zonas de montaña, entonces la interferencia no puede ocurrir fácilmente cuando la distancia entre 2 observaciones, posiciones del satélite es grande. Por lo tanto, estas son algunas de las razones que pueden crear problemas en la coherencia para ser coherentes. Y una vez si no se tiene la coherencia en las escenas, entonces los interferogramas no pueden ser derivados. Así que, si en este ejemplo, en la figura de la izquierda en las áreas coherentes están ahí, pero están de un lado y saben que están saliendo muy claramente. Mientras que la coherencia ha sido observada en un área grande, aunque sólo hay apenas que podemos contar sólo una franja. Por lo tanto, generalmente no se puede concluir que se haya producido la deformación del suelo. A veces los errores, que pueden contribuir hasta 1 franja. Así que, eso puede ser en eso, si empiezo a interpretar este interferograma de resultados, entonces puedo ignorar. Si me estoy metiendo en una zona grande, una franja que es una propagación en una zona muy grande de la escena. Entonces puedo decir que esto podría deberse a algunos errores que podrían ser debido a condiciones metrológicas o podrían estar en proceso u otras cosas. Así, esto lleva al final de la primera parte de la interferometría SAR. En la segunda parte, vamos a discutir sobre las aplicaciones y otras complejidades en él. Por lo tanto, esto pone fin a esta discusión. Muchas gracias.