Distorsiones de las imágenes de radar de apertura sintética

Feb 20, 2020 3 min read

Existen una serie de distorsiones que se deben corregir para interpretar adecuadamente las imágenes de radar de apertura sintética.

Distorsión por distancia oblicua. La naturaleza del radar, el hecho que el radar esté mirando hacia el lado causa cierta distorsión geométrica. Las áreas más cercas al sensor se verán comprimidas, mientras que las más alejadas se verán elongadas. Utilizando trigonometría y otros cálculos matemáticos se puede corregir esta distorsión para colocarlo en su ubicación y distancia correcta en relación al plano terrestre.

Distorsión por distancia oblicua
Distorsión por distancia oblicua

Inversión por relieve y desplazamiento por relieve. Este es un desplazamiento en la dirección perpendicular al movimiento del radar. La inversión por relieve ocurre cuando la señal de radar llega a la cima de la montaña antes de llegar a la base de la montaña y como resultado esta señal regresa al radar primero, indicando que la cima de la montaña está abajo y la base de la montaña debe estar arriba, así que en la imagen de redar aparecen invertidas. Esto puede ser corregido utilizando un modelo digital de elevación.

Inversión por relieve y desplazamiento por relieve
Inversión por relieve y desplazamiento por relieve

Desplazamiento de estructura. Ocurre cuando la señal del radar llega a la base de una estructura alta que está orientada hacia el radar, como por ejemplo una montaña y esta señal llega antes que la señal que llega a la cima de la montaña, pero debido a que el radar está mirando de lado, la distancia entre la base y la cima aparecer comprimida, es decir parece ser muy pequeña de lo que realmente es.

Desplazamiento de estructuras en imágenes SAR
Desplazamiento de estructuras en imágenes SAR

Estas distorsiones pueden complicar las clasificaciones de inundación, en casos severos no es posible generar clasificaciones adecuadas con este tipo de condiciones. En casos menos severos, un modelo de elevación digital puede utilizado para generar correcciones aproximadas de los efectos de topografía antes de generar una clasificación.

Sombras. Cuando hay topografía demasiado compleja el radar no puede ver detrás de la montaña o detrás de una estructura vertical muy alta. Ya que la señal no llega a esta área que está detrás de la estructura, estas áreas aparecen oscuras. Esto se puede corregir interpolando los valores, pero también se puede asumir que en estas áreas no hay datos.

Sombras en imágenes de radar SAR
Sombras en imágenes de radar SAR

Distorsión radiométrica. Cuando el radar transmite la señal hay un patrón de la antena donde la mayor parte de la energía está concentrada en la parte central del área en iluminación y en las partes aledañas hay menos energía. Esto produce áreas más brillantes en el centro de la imagen y áreas más oscura en las esquinas de las imágenes. Esto se puede corregir conociendo el patrón de la antena.

Distorsiones radiométricas en imágenes SAR
Distorsiones radiométricas en imágenes SAR

Moteado de la imagen (speckle). Es un ‘ruido’ granular que existe inherentemente y degrada la calidad de las imágenes de SAR. Se produce debido a que en el área de iluminación hay diferentes objetos que dispersan la señal de radar estos objetos varían de área en área de iluminación.

Moteado o speckle en imágenes SAR
Moteado o speckle en imágenes SAR

Cuando hay demasiado Speckle es difícil realizar una correcta interpretación de las imágenes. Sin embargo, hay dos formas de reducirlo.

(a). Haciendo multi-look que consiste en dividir el haz del radar en varios sub-haces que son más angostos, cada sub-haz proporciona un “look” independiente al área iluminada, cada “looks” contiene speckle y al sumar los diferentes “looks” y sacar el promedio, el speckle se reduce en la imagen final. Al reducir el Speckle haciendo multi-look también se reduce la resolución de la imagen

(b). Otra forma de reducir el speclke es mediante un filtro, también se reduce la resolución de la imagen, pero a diferencia del multi-look que promedia los valores originales en la imagen, la aplicación de los filtros está alterando los valores originales de la imagen.

Pedro Villegas

Ingeniero Civil, Master en Ingeniería con énfasis en hidrogeología