Descripció del projecte
El radar de apertura sintética (SAR) es un sistema radar de alta resolución que obtiene imágenes coherentes (con información de amplitud y fase) de la superficie terrestre con independencia de las condiciones meteorológicas y de los ciclos día noche. La información de amplitud de las imágenes se relaciona directamente con la reflectividad de la superficie iluminada mientras que la fase con la distancia que separa el sensor de medida y la misma superficie. La diferencia de fase de dos imágenes SAR adquiridas en dos instantes temporales distintos es proporcional a la topografía de la escena y, si se produce, a la deformación del terreno. Cancelando la componente de fase relacionada con la topografía mediante el uso de un modelo digital de elevación externo, se obtiene lo que se conoce como interferograma diferencial. Los interferogramas diferenciales son sensibles a la cantidad de deformación del terreno producida entre los instantes temporales de las adquisiciones SAR que lo conforman. El mayor inconveniente del estudio de deformaciones mediante el uso de interferogramas diferenciales (técnica conocida como Interferometría Diferencial Clásica) es que no todos los puntos presentes en el interferograma tienen la calidad de fase suficiente para proporcionar una estimación fiable del movimiento. Por otro lado, la presencia de errores topográficos (debido a la falta de precisión y resolución de los mapas de elevación digitales usados en la cancelación de la componente topográfica durante la generación de los interferogramas diferenciales) y la presencia de artefactos atmosféricos, limita la precisión de las medidas de deformación, que teóricamente podrían ser milimétricas.
En este contexto, el departamento de Teoría de Señal y Comunicaciones de la UPC ha desarrollado un algoritmo llamado Coherent Pixels Technique (CPT) que parte de un conjunto de interferogramas diferenciales para separar estadísticamente las componentes de error topográfico y artefactos atmosféricos, de la componente de deformación, en aquellos puntos que presentan la calidad de fase adecuada. Como resultado se obtienen series temporales de desplazamiento en la línea de visión del satélite o line-of-sight (LOS).
El objetivo de este proyecto de investigación es cuantificar la mejora en la precisión de series temporales de movimiento en el espacio 3D mediante el uso de geometrías Ascendente y Descendente, la integración en el proceso de medidas in-situ y de otras fuentes de teledetección.
Para lograr estos objetivos se desarrollarán los siguientes aspectos:
– Evaluación e inclusión de clasificadores supervisados y no supervisados con el uso de imágenes ópticas y bases de datos como CORINE para prevenir la inclusión de puntos en zonas de campos y/o vegetadas, cuerpos de agua, etc. en el procesado CPT.
– Uso de la amplitud de imágenes SAR para desarrollar técnicas de detección de cambios para mejorar la identificación de puntos con la calidad suficiente para ser incluidos el procesado CPT.
– Uso de medidas in-situ (GPS,PRISMAS, etc.) para mejorar procesos de integración, estimación atmosférica, etc. en la cadena CPT.
– Derivación de desplazamientos 3D con el soporte de información in-situ y de sistemas de adquisición SAR con órbitas Ascendentes y Descendentes.
– Evaluación de la estimación de errores topográficos para el tubo orbital de Sentinel-1 y mejora con el uso de mapas digitales de elevada precisión, imágenes ópticas de alta resolución (como PLEIADES) y técnicas triestereo.
– Derivación matemática y representación del error de estimación en las series temporales de deformación.
Finalmente, se desarrollarán algoritmos de alerta temprana no supervisados que combinen los datos provenientes de las distintas fuentes de información e indicadores de aceleración en series temporales, con el objetivo de identificar zonas susceptibles de sufrir posibles fallos estructurales.
