Observación de la tierra y teledetección

SAR

¿Qué es SAR?

El SAR es un radar de abertura sintética que trabaja en una banda del espectro comprendida entre 1 mm y 1 m. Envía pulsos electromagnéticos a la tierra con el objetivo de grabar su retorno una vez reflejado por la superficie y obtener así imágenes del área que ilumina, de una forma distinta a la usada en los productos multiespectrales (Índices vegetación (NDVI, NDRE, NDWI) o imágenes RGB).

SAR

Otra gran diferencia es el tipo de sensor. Los sensores multiespectrales utilizados, detectan la radiación emitida o reflejada de los cuerpos naturales. El SAR es un sensor activo, por lo que no necesita otras fuentes de iluminación, como es el caso de los sensores ópticos que necesitan la energía solar. Por ello, la primera característica significativa de un SAR es que puede operar tanto de día como de noche.

Por otro lado, las señales que utilizan estos radares se encuentran en la banda del espectro electromagnético de las microondas, las señales a estas frecuencias se ven afectadas de forma limitada por las condiciones de humedad y cobertura nubosa de la atmósfera, por lo tanto, nubes y lluvia se pueden considerar en gran medida transparentes para el radar.

  • Polarización

La dirección de la propagación de las ondas electromagnéticas viene definida como la polarización de la onda. Estas pueden ser horizontal y vertical.

Polarizacion

Cuando la energía transmitida es polarizada en la misma dirección que la recibida, al sistema se le conoce como de polarización similar.

  • HH indica que la energía se transmite y se recibe horizontalmente polarizada;

  • VV que la energía se transmite y se recibe verticalmente polarizada.

  • VH combinación polarizada.

Polarizacion

La reflexión de una onda de radar al chocar en una superficie puede modificar la polarización, dependiendo de las propiedades de la superficie misma.

Polarizacion

Ventajas e Inconvenientes

¿Qué ventajas nos puede ofrecer el SAR?

  • Funcionan bajo casi cualquiera condición meteorológica

  • Observan la superficie terrestre en el día o la noche

  • Penetran la vegetación

  • Penetran los suelos

  • Los efectos atmosféricos son mínimos

  • Sensitivo a las propiedades dieléctricas de la superficie (ej. Agua congelada vs descongelada)

  • Sensitivo a la estructura de los componentes de la superficie

Inconvenientes

  • La información es diferente a las imágenes ópticas y puede ser difícil de interpretar.

Comparacion

Izq multiespectral; drch radar

  • Presencia de ruido. (efecto sal y pimienta en las imágenes).

  • Distorsiones en áreas donde hay topografía brusca

  • Lluvias torrenciales en el momento de adquisición puede provocar alteraciones en el resultado.

  • En zonas de pívot pueden provocar alteraciones si en el momento de la pasada están accionados.

SAR en agricultura

Los SARs responden a (básicamente) dos características fundamentales de un objetivo agrícola: la estructura (cantidad de biomasa, arado, cosecha) y la humedad. Es por ello, que desde HEMAV se están trabajando en las siguientes aplicaciones con radar:

Siembra: Coherencia: Localización de la siembra y detectar ritmo de crecimiento antes de ser visible con sensor multiespectral.

Seguimiento el cultivo: Amplitud: Con la amplitud podremos determinar el ritmo de crecimiento de los diferentes campos.

Control de humedad: Cálculo de la humedad del suelo para controlar la situación hídrica del cultivo.

Cosecha: Seguimiento de secado para determinar las zonas de cosecha.

Fuentes de Información

Sentinel 1

Todas estas aplicaciones de trabajo son posible gracias a la constelación de SENTINEL 1, que nos alimenta y ofrece las diferentes imágenes radar para los campos de estudio.

La periodicidad de toma de información de radar puede variar en función de la región del mundo que se analice. La habitual oscila entre 2 y 3 días hasta 12 días de máxima

En la siguiente foto se muestra la frecuencia en función de la zona geográfica.

Sentinel