Radar de apertura sintética (SAR)


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Radar de apertura sintética (SAR)
 
 
SAR son las siglas de Synthetic Aperture Radar (radar de apertura sintética). Es un tipo especial de radar que permite obtener imágenes de alta resolución a larga distancia, por ejemplo, desde el espacio. Los radares utilizan microondas para medir distancias (alcance). Al contrario que los altímetros, que apuntan al nadir (punto situado debajo, en la vertical), los sistemas SAR envían pulsos lateralmente.

Gracias a esta oblicuidad, el radar puede devolver al sensor las señales de los distintos objetos de la Tierra en diferentes momentos, lo que permite discriminarlos. Los pulsos de los radares que apuntan lateralmente forman líneas de imagen (dimensión de distancia). Otra dimensión de la imagen (dimensión de acimut) se forma mediante el movimiento y la dirección del sensor, que envía y recibe continuamente pulsos de radar.
 
Las imágenes de SAR son útiles para estudiar las características del hielo y la nieve, así como sus cambios a lo largo del tiempo. También permiten medir el flujo de hielo utilizando correlación de imágenes, técnica denominada "speckle tracking" (rastreo de puntos blancos o manchas) en las imágenes de SAR.

El radar y el SAR registran el tiempo que tarda un pulso en volver, su intensidad y la fase de la microonda. Estas señales de fase producen un interferograma entre dos captaciones de datos del SAR. El radar interferométrico (InSAR) se utiliza para medir las elevaciones del terreno, mientras que el InSAR diferencial (DInSAR) se emplea para medir desplazamientos como los del flujo glaciar.
 
 
Photo of the Gruben area in the Swiss Alps
   
Foto de la zona de Gruben de los Alpes suizos tomada desde un avión
 
La figura 1 es un interferograma de radar de la zona de Gruben, en los Alpes Suizos. Los ciclos de color son similares a isolíneas (curvas de nivel) y representan la topografía del terreno vista por el sensor del InSAR. En las tres áreas indicadas por las flechas azules, los ciclos de color aparecen muy distorsionados debido al desplazamiento experimentado por el glaciar entre las dos imágenes de SAR que forman el interferograma (observa la foto de los tres glaciares de la zona de Gruben).
 
 
SAR interferogram over Gruben area
 
Fig.1 Interferograma obtenido de imágenes de SAR de la zona de Gruben
 
 
Si el hielo no se desplazase, los ciclos de color (es decir, las franjas) serían paralelos a las isolíneas. De hecho, los ciclos de color del primer interferograma (figura 1) sobre el terreno que rodea los glaciares son muy similares a los que se simularon con el modelo de elevación (segundo interferograma de la figura 2).
  
 
Topography-only interferogram simulated from a digital elevation
   
Fig. 2 Interferograma de topografía simulado a partir de un modelo de elevación digital
 
Por otra parte, cuando el terreno no se desplaza, es posible calcular las isolíneas a partir de un interferograma y un modelo de elevación digital derivado. Sin embargo, en los tres glaciares, los ciclos de color no solo están originados por la topografía, sino también por el movimiento diario del hielo entre las dos fechas de captación de las imágenes.

Si se conoce la topografía de la zona, es posible simular las franjas topográficas (figura 2) y, de esta forma, separar la parte de los ciclos de color que se debe a la dinámica del hielo y la que se debe a la topografía. Para ello, basta sustraer las franjas topográficas simuladas (segunda imagen) del interferograma original, que contiene las franjas topográficas y las de desplazamiento (figura 1). Por tanto, es posible medir el desplazamiento del hielo con un nivel muy alto de precisión (figura 3).
  
 
 
Fig. 3 Desplazamiento calculado como diferencia entre el interferograma original y el interferograma topográfico simulado
 
 
En resumen, en áreas estables puede utilizarse la interferometría de SAR para medir las elevaciones del terreno, por ejemplo en un glaciar. En el caso de terrenos inestables (por ejemplo, glaciares que se desplazan), puede utilizarse la interferometría de SAR para medir el movimiento del hielo con gran precisión. Si se dispone de más de dos imágenes de SAR, es posible combinar ambas técnicas para medir a la vez la elevación y el movimiento del glaciar.
  
 
  
Last update: 26 febrero 2014


Análisis de los glaciares mediante imágenes de radar

 •  Introducción (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_ES/SEMUARF64RH_0.html)

Antecedentes

 •  Radar (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_ES/SEMURRF64RH_0.html)

Ejercicios

 •  Ejercicios con LEOWorks - Introducción (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_ES/SEMVYXF64RH_0.html)
 •  Ejercicio 1: Radar multitemporal y datos ópticos multiespectrales (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_ES/SEM32YF64RH_0.html)
 •  Ejercicio 2: Influencia de las condiciones meteorológicas en las imágenes de radar (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_ES/SEM89YF64RH_0.html)
 •  Conclusiones (http://www.esa.int/SPECIALS/Eduspace_Global_ES/SEM3DYF64RH_0.html)

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