Productos y tipos de imágenes disponibles

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1 Productos y tipos de imágenes disponibles Natural Resources Ressources naturelles Canada Canada

2 Productos y tipos de imágenes disponibles -Resumen- Características de los productos de radar Datos en forma de señal original, Valores complejos de observación única, Georeferenciados, Geocodificados. Selección del medio físico para la información CD-ROM, Cartucho de datos (8mm), Cinta Compatible con Computadora (CCT), Copia Impresa. Formato estándar de archivo CEOS SARs espaciales RADARSAT-1 y -2

3 Introducción El propósito de esta sección es introducir y explicar los productos genéricos de radar y sus formatos. Los productos genéricos de radar de los satélites actuales tienen características muy similares, pero tienen nombres y acrónimos diferentes. En esta sección se explican algunos nombres. Los ejemplos que se presentan corresponden a productos de RADARSAT-1.

4 Clases de productos de radar Datos de la señal original Productos Georeferenciados complejos, detectados, en función del alcance y del alcance proyectado en el terreno. Productos Geocodificados detectados, alcance proyectado en el terreno.

5 Datos de la señal Datos crudos del eco que recibe el radar en términos de fase y cuadratura (I/Q) En función del alcance Sin información del formato de telemetría, reorganizados en líneas contiguas a lo largo del alcance del radar No son una imagen, debe aplicarse un procesador SAR para obtener la imagen como producto

6 Productos georeferenciados contra productos geocodificados Productos georeferenciados: la ubicación geográfica relativa es incorporada a la imagen. no están corregidos para representarlos en una proyección cartográfica y no deben ser utilizados con propósitos cartográficos. Productos geocodificados: son corregidos geométricamente para conformarlos a una proyección cartográfica. frecuentemente utilizan puntos de control terrestre y DEM para mejorar la exactitud de la geocodificación. Comúnmente se reajustan para que el píxel sea un cuadrado estándar. El cuadro 3.1 contiene un compendio de los productos de RADARSAT

7 Tabla 3.1 Características de los productos del RADASAT Nombre del producto Nombre de RSI Formato Modo Distanciamiento de píxel (m) aproximado # de observaciones Características Generales Valores Complejos de Observación Única (SLC) Valores Complejo de Observación Única Alcance Estándar Fino Ancho Extendido Alto Extendido Bajo 11.6 x x x x x x 1 1 x 1 1 x 1 1 x 1 1 x 1 Cada píxel es representado por valores complejos I y Q Debe ser procesado para generar una imagen Mantiene óptima resolución Resolución Fina de Georeferencia (SGF) Path Image Alcance proyectado en el terreno Estándar Fino Ancho Extendido Alto Extendido Bajo ScanSAR Angosto ScanSAR Ancho 12.5 x x x x x x x 50 1 x 1 2 x 2 2 x 4 Orientado en el trayecto de la órbita Debe ser corregido geométricamente si se requiere para cartografía Resolución Extra- Fina de Georeferencia (SGX) Path Image Plus Alcance proyectado en el terreno Estándar Fino Ancho Extendido Alto Extendido Bajo 8 x x x 10 8 x 8 10 x 10 1 x 1 Menor distanciamiento del muestreo que en SGF. Mantiene la totalidad de la resolución del haz Sistemáticamente Geocodificado (SSG) Map Image Alcance proyectado en el terreno Estándar Fino Ancho Extendido Alto Extendido Bajo 12.5 x x x x x x 1 El producto SGF es procesado con el Norte hacia arriba y corregido a una proyección cartográfica Precisión Geocodificada (SPG) Precision Map Image Alcance proyectado en el Mismo que Map Image Mismo que Map Image Source: RADARSAT International, 1995, RADARSAT Illuminated Your Guide to Products and Services, RADARSAT International terreno Mismo que Map Image El producto SGF es corregido utilizando GCPs y un DEM. El mejor producto posicional

8 Productos georeferenciados Imágenes Las líneas y los píxeles están orientados con respecto al sistema del radar (e.g. productos SGF, SGX del RADARSAT) - la dirección de la línea es la dirección del azimut del radar - la dirección de los píxeles es la dirección del alcance del radar La ubicación geográfica de los píxeles es aproximada y se basa en el nivel medio del mar de una Tierra eliptica localmente esférica. Normalmente se almacena en el encabezado del producto. - normalmente se basa sólo en modelos de la órbita, no utiliza puntos de control geocodificados. - se conoce como Georeferenciado sistemáticamente. Puede representarse en función del alcance o del alcance proyectado en el terreno, con diversas posibilidades para el espaciamiento entre píxeles. - terminología diferentes para cada satélite (Tabla 3.2)

9 Tabla Comparación entre los productos de diferentes satélites RADARSAT ERS - Europa ERS - Norteamérica SPOT Landsat Path Image (SGF) Imagen de Precisión Georeferenciada (PRI) Resolución Fina Georeferenciada (SGF) 1B Orientado hacia trayectoria Corrección sistemática y/o de Precisión Path Image Plus (SGX) N/A N/A N/A N/A Map Image (SSG) Imagen Geocodificada (GEC) Sistemáticamente Geocodficado (SSG) 2A Orientado a la Cartografía Corrección sistemática Precision Map Image (SPG) Imagen Geocodificada del Terreno (GTC) Precisión Geocodificada (SPG) 2B Orientado a la cartografía Corrección de Precisión Datos de la señal en bruto¹ en bruto¹ 1A² en bruto² Complejo de observación única (SLC) Complejo de observación única (SLC) Complejo de observación Única (SLC) N/A N/A 1 Los datos de la señal SAR no pueden ser visualizados como imagen 2 Datos ópticos originales (SPOT, Landsat) pueden ser visualizados como imagen Fuente: RADARSAT International, 1995, RADARSAT Illuminated- Your Guide to Products and Services

10 Productos geocodificados Sistemáticamente Geocodificado o Map Image (RADARSAT - SSG) Se procesa de forma que el "norte quede hacia arriba" y se corrige para poder representarse en una proyección cartográfica. La imagen puede convertirse a una de muchas proyecciones cartográficas. El muestreo espacial se mantiene como en los datos originales.

11 Productos geocodificados Precisión Geocodificada o Precision Map Image (RADARSAT - SPG) Se continúa el procesamiento de la información para corregir los datos por ubicación geográfica, mediante la utilización de un Modelo Digital de Elevación del Terreno y de numerosos y puntos terrestres de control preciso ubicados dentro del área de la imagen. El formato de los datos y las proyecciones cartográficas son iguales que las de SSG. El muestreo espacial se mantiene como en los datos originales. Se emplea terminología diferente para cada satélites (Tabla 3.2)

12 Selección del medio de almacenamiento Los productos del radar pueden ser suminstrados en diversos medios. Digital - Disco compacto (CD-ROM) - Cartucho de datos (8mm) - Cinta compatible con computadora (CCT) (9 pistas) Documentos impresos (Disponible bajo pedido) -película - copia impresa

13 Introducción al formato de archivos CEOS CEOS corresponde a las siglas en inglés del Comité sobre los Satélites para la Observación de la Tierra, un organismo internacional dedicado a diversos aspectos relativos a la Observación de la Tierra (EO), incluyendo la especificación de formatos para el manejo de los datos. CEOS ha definido un estándar internacional para el formato de los datos, en el que se incluye todo tipo de datos que se refieren al programa EO. CEOS es un formato de definición propia, por lo tanto, existen muchas variantes menores entre los productos de formato CEOS. Ejemplo de RADARSAT CEOS: Consiste en 5 archivos, de los cuales sólo uno contiene los datos de la imagen. Los 4 restantes contienen información sobre esos datos que constituyen la imagen. Las Tablas 3.3 y 3.4 proporcionan un compendio de la estructura del formato de archivos CEOS para datos de RADARSAT. Después de las Tablas, se presenta una descripción detallada de cada uno de los cinco archivos, utilizando RADARSAT SGX como ejemplo.

14 Tabla 3.3 Ejemplo del formato de archivos CEOS (SGF, SGX, SLC) Archivo Directorio de Volumen Archivo Líder o Inicial SAR (ver Tabla 3.4) Archivo de Datos SAR Archivo Final SAR Archivo Directorio de Volumen Nulo Descriptor de Volumen Registro del Archivo Señalador Registro de Texto Registro del Descriptor Datos Procesados Registro del Descriptor Descriptor de Volumen Nulo

15 Tabla 3.4 Ejemplo del formato de archivos CEOS (SGF, SGX, SLC) Archivo Directorio de Volumen Archivo Líder o Inicial SAR Archivo de Datos SAR Archivo Final SAR Archivo Directorio de Volumen Nulo Registro del Descriptor Resumen del Conjunto de Datos Resumen de la Calidad de los Datos Histograma de los Datos de la Señal Histograma de Datos Procesados (16 bits) Parámetros Detallados del Procesamiento Datos de la Posición de la Plataforma Datos de Altura e Inclinación Datos Radiométricos Datos de Compensación Radiométrica

16 SARs espaciales Ante áreas de iluminación similares, el ángulo de visión (de incidencia) del SAR de un satélite varía sólo pocos grados, en comparación con el caso de un SAR aéreo por causa de la geometria de visión diferente. Por lo tanto, el primero proporciona una iluminación más uniforme en todo el área de estudio. Dependiendo de los parámetros de su órbita, un SAR espacial puede recolectar datos más rápidamente, y sobre áreas mayores que los sistemas aéreos. La frecuencia de la cobertura la determinan las características de la órbita y los modos de operación del radar. En forma típica, un SAR espacial puede repetir la observación de una región en particular, en un periodo entre 3 y 35 días. Durante el procesamiento se deben corregir los efectos de la curvatura y rotación de la Tierra, así como los de las variaciones orbitales. El primer SAR espacial civil fue el SEASAT de E.U., lanzado en 1978, seguido por el Almaz (U.R.S.S./Rusia), el ERS-1 (Europa), el J-ERS-1 (Japón), el ERS-2 (Europa) y el RADARSAT-1 (Canadá). Las tablas 3.5 y 3.6 presentan un compendio de las características de los sistemas SAR espaciales.

17 Tabla 3.5 Sistemas antiguos de SARs espaciales Satélite\ Tipo de información Seasat SIR-A SIR-B Almaz SIR-C/X SAR ERS-1 JERS-1 País E.U. E.U. E.U. Fecha de lanzamiento Tiempo de vida (diseño) junio menes noviembre 1981 octubre 1984 U.R.S.S. marzo 1991 E.U. Europa Japón abril 1994 julio 1991 febrero días 8 días 2 años cada 11 días 3 años 2 años Banda L L L S L, C, X C L Longitud de onda (cm) , 5.7, Polarización HH HH HH HH Ángulo de incidencia nominal ( ) Resolución nominal en la dirección del alcance (m) Resolución nominal en la dirección del azimut (m) Número de observaciones Ancho del área iluminada (km) Repetición del ciclo (días) L (VV), C (VV) y X cuadripolarizada > , 3 nula nula nula nula 3, 35, VV HH

18 Tabla 3.6 Sistemas actuales y futuros de SARs espaciales Satélite /Tipo de información ERS-2 RADARSAT 1 Envisat 1 ASAR ALOS PALSAR SAOCOM RADARSAT 2 País Europa Canadá Europa Japón Argentina Canadá Fecha de lanzamiento Tiempo de vida (diseño) abril 1995 Noviembre años 5 años 5 años 3-5 años 5 años 5 años Banda C C C L L C Longitud de onda (cm) Polarización VV HH Nota 1 Nota 2 Nota 3 Nota 4 Ángulo de incidencía nominal ( ) Resolución nominal en la dirección del alcance (m) Nominal resolución en la dirección del azimut (m) Número de observaciones Ancho del área iluminada (km) Repetición del ciclo (días) polarización - Envisat ASAR HH o VV o HH+VV o HH+HV o VV+VH 2- polarización - ALOS PALSAR HH o VV o HH+HV o VV+VH o HH+HV+VH+VV 3- polarización - SAOCOM HH o VV o HH+HV o VV+VH o HH+HV+VH+VV 4- polarización - RADARSAT-2 HH o VV o HV o VH o HH+HV o VV+VH o HH+HV+VH+VV

19 RADARSAT-1 RADARSAT 1, el primer satélite canadiense para la observación de la Tierra, fué lanzado en noviembre de El radar funciona en la banda-c (5.3 GHz, longitud de onda de 5.66 cm) con polarización HH. El sistema tiene 6 modos de adquisición de imágenes, con una variedad de ángulos de incidencia y de áreas de iluminación, como lo ilustra la figura 3.1. La Tabla 3.7 muestra algunas características técnicas del SAR Los diversos modos de adquisición de las imágenes proporcionan flexibilidad en la resolución, en los ángulos de incidencia y en el ancho del área iluminada, a diferencia de otros sistemas SAR operacionales La resolución nominal sobre el terreno puede ser de 8 a 100 metros Los ángulos de incidencia pueden ser de 10 a 59 grados El ancho del área iluminada puede ser de 50 a 500km

20 Figura 3.1 Modos de adquisición de imágenes del SAR del RADARSAT-1 Haces Extendidos - Ángulos de incidencia bajos Trayectoria del satélite Haces Estándar ScanSAR Haces Anchos Haces Extendidos - Ángulos de incidencia altos Haces de Resolución Fina

21 Tabla 3.7 Modos de adquisición de imágenes del SAR de RADARSAT-1 ÁNGULOS DE MODO HAZ & INCIDENCIA RESOLUCIÓN ÁREA NÚMERO DE POSICION APROXIMADOS NOMINAL (M) APROXIMADA OBSERVACIONES (GRADOS) EN EL TERRENO a (KM) PROCESADAS Fino F1 cercano X 50 1 X 1 (15 posiciones) F SGF o SGX F1 lejano F2 cercano F F2 lejano F3 cercano F F3 lejano F4 cercano F F4 lejano F5 cercano F F5 lejano Estándar S x 100 (7 haces) S SGF o SGX S S S S S SGF = SAR Producto georeferenciado de resolución fina = Path Image a La resolución sobre el terreno varía dentro des SGX = SAR Producto georeferenciado de resolución extra fina = Path Image Plus área iluminada en función de la distancia en la dirección del alcance.

22 Tabla 3.7 (continuación) Modos de adquisición de imágenes del SAR de RADARSAT-1 ÁNGULOS DE MODO HAZ & INCIDENCIA RESOLUCIÓN ÁREA NÚMERO DE POSICION APROXIMADOS NOMINAL (M) APROXIMADA OBSERVACIONES (GRADOS) EN EL TERRENOa (KM) PROCESADAS Ancho W x 165 (3 posiciones) W x 150 SGF o SGX W x 130 ScanSAR Angosto SCNA x x 2 SCNB SCN ScanSAR Ancho SCWA x x 4 SCWB x 450 SCW Alto EH x 75 Extendido EH SGF o SGX (6 haces) EH EH EH EH Bajo Extendido EL x 170 SGF o SGX SGF = SAR Producto georeferenciado de resolución fina (Path Image) SGX = SAR Producto georeferenciado de resolución extra fina (Path Image Plus) SCN = Producto ScanSAR de haz angosto (Path Image) SCW = Producto ScanSAR de haz ancho (Path Image) a La resolución sobre el terreno varía dentro des área iluminada en función de la distancia en la dirección del alcance.

23 RADARSAT-2 Se selceccionó a MDA para construir,operar y ser dueños de RADARSAT-2. Su lanzamiento está programado para el año Sistema de banda C y modos de haz similares a RADARSAT 1, como se muestra en la Figura 3.1, con mejoras significativas. RADARSAT 2 tiene mejoras en relación con el RADARSAT 1: Polarización - horizontal (HH), vertical (VV) y polarizaciones cruzadas (HV, VH), además de polarimetría. Resolución de 3 metros, con un nuevo modo de haz ultrafino. El tiempo para observar una cierta región es menor, al hacer uso de la capacidad de adquirir imágenes a ambos lados de la trayectoria (izquierda y derecha).