Técnicas de observación de la tierra (X): Radar

*Por Ingrid Noyola

En la actualidad, el análisis de los objetos y de las características físicas así como de los movimientos y los cambios abruptos sobre la superficie terrestre, pueden ser descritos por los datos geoespaciales que se generan día con día por medio de las diferentes técnicas y métodos implementados en el estudio de las Ciencias de la Tierra.

Los datos y las tecnologías geoespaciales han permitido la realización de modelos y productos de visualización útiles en la gestión de desastres naturales, principalmente en el estudio de los sismos. En este sentido, la identificación de desplazamientos en un área específica permite determinar la situación actual y futura de la misma, así como prever el impacto que tiene este desplazamiento en las actividades socioeconómicas de la zona de estudio.

A partir de sus inicios en el año 1990, el lanzamiento de los satélites con tecnología radar, por sus siglas en inglés Radio Detecting and Ranging, ha permitido la obtención de imágenes con un amplio detalle facilitando la identificación y comprensión de la superficie terrestre. Particularmente, el tipo de sensor colocado en un satélite radar conocido como Radar de Apertura Sintética o SAR, mide la retro-difusión de la superficie terrestre, esto se debe a que el radar emite la señal de microondas para después medir la potencia con la que el objeto o target ha reflejado la señal, por ejemplo, la superficie del mar en calma se vería en un tono negro en una imagen en blanco y negro, y un mar en medio del viento y con olas, aparecería brillante debido a la altura de las olas.

Las imágenes satelitales permiten capturar amplias superficies terrestres, a un costo accesible y en periodos definidos para días, meses o años, sin embargo, en algunas ocasiones su interpretación se ve limitada debido a diversas situaciones meteorológicas como la presencia de nubes o del invierno polar en las altas latitudes.  En este sentido, los satélites SAR capturan imágenes sin la existencia de la luz solar. Siendo un sistema activo, ilumina la superficie terrestre y mide la señal que se refleja generando imágenes día y noche. Además, las condiciones meteorológicas no afectan el proceso de captura, a su vez, los fenómenos que impactan la superficie del mar como los ciclones, los vientos rápidos, las ondas internas atmosféricas y las lluvias son detectables.

En la siguiente imagen, se aprecia la diferencia entre una imagen óptica y una imagen radar, de la zona de estudio del volcán en Kamchatka, Rusia en el año de 1994. En este ejemplo, los factores meteorológicos no afectan la visibilidad de la superficie del volcán.

Los Sistemas Radar, fungen como el suministro de información complementaria a los sistemas ópticos a través de la técnica de la polarimetría. Debido a que las ondas radar permiten penetrar hasta cierto punto, en la vegetación y en el suelo, se han realizado diversos estudios relacionados con temas de biomasa, índices de humedad del suelo, agricultura y gestión forestal por mencionar algunos de ellos. A su vez, al ser independientes tanto de las condiciones meteorológicas como de las condiciones de iluminación, sus productos adicionales permiten el modelaje y representación del relieve, clasificación de la distribución de fenómenos sobre la superficie terrestre, o la realización de mapas de deformaciones y análisis de subsidencias. Un ejemplo de la penetración de la señal Radar en la vegetación se aprecia en la siguiente imagen:

Los datos obtenidos por SAR se procesan a través de software especializado y para su análisis se utilizan diferentes algoritmos dependiendo del objeto de estudio de cada imagen. El volumen de información es vasto y requiere de un proceso complejo, en donde se obtienen imágenes en tonos de gris con una dimensión de 100 x 100 km, y la resolución depende del satélite, por ejemplo para el ERS-1 la resolución es de 25 m.

Una de las aplicaciones que más se ha explorado en las últimas décadas es el uso de la tecnología SAR en la identificación de objetos en movimiento tales como la modelización del relieve y la monitorización de terremotos.

Debido al uso de la interferometría diferencial DInSAR, es posible procesar los datos capturados por los sensores de radar de apertura sintética y la determinación de los retrasos o adelantos que se suscitan entre las ondas radar emitidas y las ondas radar recibidas desde un satélite y en dos intervalos diferentes, el producto obtenido llamado interferograma es una nueva imagen que parte de dos imágenes SAR de una misma zona, por lo que la precisión que alcanza permite el estudio y aplicación en cuestiones como subsidencia, sismos y deformaciones o deslizamientos de la superficie terrestre, incluso se pueden estudiar los movimientos de laderas en los volcanes. En esta línea de ideas, estos desplazamientos requieren ser validados con mediciones selectivas in situ, la mayoría de las veces con la utilización de GPS.

La siguiente imagen, ejemplifica un mapeo de los cambios en la profundidad del terreno a través de la técnica DInSAR.

Hasta ahora, se ha desarrollado una breve introducción hacia el Sistema RADAR para observación de la Tierra, el cual es considerado altamente confiable para visualizar fenómenos naturales que las imágenes ópticas no logran satisfacer, siendo esta una de sus características más importantes.


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Ingrid Noyola de la Llave

Ingeniera Topógrafa y Fotogrametrista por el Instituto Politécnico Nacional.

Especialista en Geomática por el Centro de Investigación en Ciencias de Información Geoespacial, A.C.

Estudiante del Máster en Ingeniería Geodésica y Cartografía en la Universidad Politécnica de Madrid

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