Interpretación de los datos de SAR para la representación cartográfica de inundaciones

Los datos preparados para el análisis (ARD) de radar de apertura sintética (SAR) se pueden utilizar para detectar áreas inundadas. Una vez que haya preparado sus datos Ground Range Detected (GRD) de Sentinel-1 como datos preparados para el análisis, puede usarlos para su análisis e interpretación.

Datos GRD de Sentinel-1 de doble polarización listos para el análisis

En este escenario, un huracán produjo inundaciones recientemente a lo largo de la costa y en el interior. Usando datos ARD de imágenes SAR de antes y de después del paso del huracán, se pueden detectar las áreas inundadas analizando la retrodispersión de una banda copolarizada y una banda con polarización cruzada. Los valores de retrodispersión baja corresponden a los colores oscuros, mientras que los valores de retrodispersión alta corresponden a los colores claros. La retrodispersión observada aquí es específica de los datos de SAR en la longitud de onda de la banda C, y puede variar para otras longitudes de onda.

Tipo de dispersión

Hay cuatro tipos principales de dispersión: de doble rebote, de volumen, difusa y especular.

En la dispersión de doble rebote, la señal de radar se refleja una primera vez en un objetivo vertical y una segunda vez en una superficie lisa antes de regresar finalmente al sensor. Para esta ruta de dispersión, la polarización no se altera y genera una alta retrodispersión en la banda copolarizada y una baja retrodispersión en la banda con polarización cruzada

Se muestra la retrodispersión de doble rebote en un buque (arriba a la izquierda), una estructura urbana (arriba a la derecha), un contenedor de transporte (abajo a la izquierda) y vegetación inundada (abajo a la derecha).

En la dispersión de volumen, la señal de radar refleja una entidad 3D varias veces, lo que cambia aleatoriamente la polarización durante los reflejos. La dispersión de volumen puede tener lugar en cubiertas de vegetación corta o escasa, por ejemplo, arbustos, matorrales o cultivos agrícolas.

Se muestra la dispersión de volumen en árboles, arbustos maduros y estructuras urbanas en la parte superior derecha. Se muestra la dispersión difusa para superficies rugosas en la parte inferior izquierda.

En la dispersión difusa, la señal de radar se refleja en una superficie rugosa y se dispersa en varias direcciones. Cuanto más rugosa es la superficie, mayor es la retrodispersión copolarizada.

En la reflexión especular, también conocida como dispersión hacia delante, la señal de radar se refleja en una superficie lisa en dirección perpendicular a la señal original.

Se muestra la reflexión especular para superficies lisas como carreteras asfaltadas (abajo a la izquierda) y superficies de agua (arriba a la derecha).

Composición de color falso de SAR

Una forma común de analizar ARD de SAR de doble polarización consiste en crear una composición de color falso. Una composición de color utiliza combinaciones de bandas para los canales de visualización rojo, verde y azul con el fin de crear una imagen en color falso. Las combinaciones SAR de doble polarización comunes son VV para rojo, VH para verde y VV/VH para azul, o alternativamente, HH para rojo, HV para verde y HH/HV para azul. Estas combinaciones de bandas son útiles porque resaltan las diferencias en el comportamiento de la dispersión, lo que le permite inferir información sobre las características de la superficie. Estas combinaciones también representan normalmente bosques y cubiertas de cultivos densas en verde, y de agua en azul.

La herramienta Crear composición de colorle permite crear una imagen en color falso al permitirle definir las bandas para RGB. Puede utilizar la expresión de álgebra de bandas para cada uno de los parámetros de expresión de banda. Para definir la matemática de bandas utilizando los nombres de las bandas, seleccione Nombres de banda para el parámetro Método. La matemática de bandas utilizada dependerá de las unidades de sus datos ARD de SAR de entrada. Si los datos ARD de SAR están en unidades lineales, utilice VV para el rojo, VH para verde y VV/VH para el azul. Si los datos ARD de SAR están en decibelios, la combinación de bandas debe ser VV para rojo, VH para verde y VV-VH para azul.

El cuadro de diálogo de la izquierda muestra los parámetros de los datos en unidades lineales. El cuadro de diálogo de la derecha muestra los parámetros para los datos en dB.

A continuación se muestran ejemplos de composiciones de color antes y después del huracán que utilizan R: VV, G: VH, B: VV-VH en decibelios. Las composiciones de color muestran masas de agua, incluidas el océano y los ríos en azul oscuro, estructuras urbanas en amarillo claro, regiones con vegetación y bosques en verdes y la vegetación inundada en los humedales en rosa. También hay algunas estructuras urbanas orientadas de manera óptima en rosa.

Nota:

Al mostrar los datos ARD de sus imágenes SAR, se recomienda que utilice el tipo de extensión Desviación estándar, utilizando un valor de desviación estándar de 1.

La imagen superior es la composición de color antes del huracán. La imagen inferior es la composición de color después del huracán. Las áreas de interés (AOI) se describen en recuadros blancos.

Interpretación de las áreas de interés

Las cuatro áreas de interés (AOI) que se interpretarán se describen en la siguiente tabla:

AOI	Interpretación
	Los píxeles de color verde más oscuro a corresponden a la dispersión difusa desde el césped. Los píxeles de color azul oscuro corresponden a la reflexión especular de las pistas de despegue y aterrizaje lisas y asfaltadas de un aeropuerto. La retrodispersión de esta región no cambia para la composición de color antes y después del huracán. La retrodispersión coherente significa que el área no estaba inundada en la imagen posterior al huracán.
	Los píxeles de color amarillo adyacentes a los píxeles azules corresponden a la dispersión de doble rebote y la dispersión de volumen de barcos atracados en el puerto. Los píxeles de color amarillo y blanco corresponden a la dispersión de doble rebote y la dispersión de volumen de los contenedores de transporte orientados de manera ortogonal a la dirección de observación del radar. Los píxeles de color rosa en la imagen previa al huracán corresponden a la doble dispersión de estructuras urbanas en el puerto que se orientan de manera ortogonal con respecto a la dirección de visión del radar. Estos píxeles son de color rosa en vez de amarillo porque se produce poca dispersión de volumen debido a que las estructuras están muy dispersas. Los nuevos píxeles de color rosa observados en la imagen posterior al huracán corresponden a vegetación inundada. Estos píxeles recién inundados se observan en el norte a lo largo del y en el sur a lo largo del .
	Los píxeles de color azul oscuro corresponden a la dispersión especular procedente de las masas de agua permanentes. La retrodispersión no cambia en las imágenes de antes y de después del huracán.
	Los píxeles de color verde claro corresponden a la dispersión de volumen procedente de la vegetación. Los píxeles de color rosa corresponden a la dispersión de doble rebote procedente de la vegetación inundada en los humedales. Desde la imagen antes del huracán a la imagen después del huracán, el número de píxeles de vegetación inundada aumenta debido a la inundación provocada por el huracán.