8 a Sensors de microones. RADAR

1. 8 a Sensors de microones. RADAR • S’utilitzen sensors actius, que generen radiació artificial que no es troba als espectres solar i terrestre. • Les longituds d’ona són majors i el feix artificial es pot manipular per obtenir el màxim de informació.

4. Les microones abracen la porció de l’espetre electromagnètic entre 1 cm i 1 m. Per tant són ones molt més llargues que les visibles o IR, i presenten la propietat de que penetren els niguls, pols, brumes, etc. • Només en les microones més curtes es produeixen fenòmens de difusió amb gotes de pluja, aquesta propietat és la que utilitzen els RADARS meteorològics.

5. L’estudi de les modificacions que ha sofert aquesta radiació ens dona certes propietats dels blancs. • Els blancs poden ser: la superfície de la Terra, objectes mòvils o precipitació (cas del RADAR meteorològic).

6. La forma més comú de detecció amb microones és el RADAR (Radio Detection and Ranging). Es tracta d’un sensor actiu que emet una senyal cap el blanc i detecta la porció de la senyal inicial que retorna a l’antena, on es mesura el canvi que hi ha en la longitud d’ona i el temps de retràs que hi ha entre l’emissió i la recepció del eco, amb això es determina la distància i direcció en que es troba el blanc. • S’utilitzen radars per regularitzar el tràfic aeri, marítim, operacions militars etc. En aquests casos els blancs son mòbils, avions, etc. • Els radars meteorològics detecten la precipitació, on els blancs son les gotes d’aigua. • Però el radar també es pot dirigir a la superfície de la terra (sigui de dia o de nit, estigui ennigulat o no), i es veu la rugositat del terreny (topografia), i altres propietats físiques de la superfície (humitat de superfícies, estat de la mar etc.). • En alguns canals el radar travessa la vegetació, es poden fer per tant mapes de zones boscoses, freqüentment ennigulades.

7. Radar aerotransportat: aplicacions • La seva principal aplicació és la cartografia i la topografia: Models digitals del terreny per interferometria. • Obtenció de l’espectre d’ones de l’oceà. • Classificació dels tipus de gel. • Detecció de vessaments de hidrocarburs. • Altímetres. • Geodesia.

8. Les principals propietats objecte de manipulació són: • Angle de depressió, és l’angle que forma la direcció d’observació amb l’horitzontal. Els valors varien en funció dels objectius, en estudis oceànics i glaciològics és menor que en treballs damunt superfície continental. • Angle de incidència, és l’angle que forma la direcció d’observació amb la perpendicular a l’objectiu, varia dintre d’una mateixa imatge. • Polarització o orientació (horitzontal o vertical) de la onda emesa per el sensor, l’ona retornada també es pot rebre amb polarització horitzontal o vertical. D’aquesta manera apareixen quatre possibles combinacions (HH, HV, VH, VV), que poden dialitzar-se com si fossen quatre bandes ja que hi intervé diferent tipus d’informació.

10. Subdivisió de les longitud d’ona RADAR

11. Problemes en els sistemes RADAR • Els radars observen la superfície lateralment (perspectiva obliqua) el que implica notables deformacions geomètriques. • La senyal de retorn no només depèn de l’objecte detectat sinó que també depèn de la distància al sensor. • La interacció de les microones amb la superfície terrestre genera un fenomen denominant speckle degut a la integració de respostes de diferents objectius en un mateix píxel. El speckle es manifesta com punts blancs aleatòriament dispersos per la imatge. • La resolució no és igual en la direcció paral·lela a la trajectòria que en la perpendicular a la mateixa. En aquest darrer, el tamany del píxel augmenta conforme l’angle de incidència és major. • La presència de relleus modifica l’angle local de incidència de la senyal de radar, transforma la superfície real en superfície projectada modificant les distancies i a més suposa la presència d’ombres.

12. La correcció dels tres primers tipus d’errors es coneix com correcció geomètrica i es desenvolupa al georeferenciar la imatge. La correcció del quart es coneix com correcció radiomètrica, i la dels cinquè com correcció atmosfèrica.

13. Sensors radar • El sensor ERS-SAR va ser el primer satèl·lit europeu de teledetecció. Opera a la banda C amb polarització VV. Produeix imatges de 100 Km d’ample amb una resolució de 25 metres. Aquesta resolució s’obté integrant els píxels més petits que s’obtenen a les imatges en brut per a disminuir l’speckle. L’angle de incidència varia entre 20 i 26 graus el que permet captar la rugositat del terreny. S’ha utilitza en diferents projectes en oceanografia (estimació de l’onatje), glaciologia (detecció de encletxes), usos del sol (discriminació de cultius) i geomorfologia. • RADARSAT és un satèl·lit de la NASA amb òrbita heliosíncorna, que opera en la banda C amb polarització HH. L’amplada de les imatges varia entre 35 i 5000 Km, així com la resolució que oscil·la entre 10 i 100 m. • El sensor SIR-C/X-SAR utilitza 3 bandes (L,C,X) i 4 polaritzacions (HH, HV, VH i VV) amb el que s’obté l’equivalent a 12 canals de informació. La resolució espacial és també variable. L’angle de depressió varia entre 73 i 27.

24. La resolució espacial d’un sistema pot calcular-se co Rs= lh/ f • El tamany mínim d’un objecte identificable damunt una imatge es en relació directa amb la longitud dona l y l’altura de observació, e inversa amb el diàmetre d’apertura. Per tant per tenir una resolució adequada hauríem de tenir antenes d’enormes proporcions. • Aquest inconvenient pot solucionar-se amb els RADAR d’apertura sintètica (SAR). El seu principi d’operació es basa en l’efecte Doppler, que afecta a la observació realitzada quan hi ha un moviment relatiu entre l’observador i l’objecte. En el cas del SAR , es registren els polsos d’un mateix punt de la superfície de la terra en moments distints de la trajectòria, amb lo que la resolució es la que es tendria amb una antena de similar longitud a la distancia existent entre els dos punts.