Irene Pérez Llorente Junio 2008 - Centro de Estudios Hidrográficos ...
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La apertura designa al espacio empleado para recoger la energía reflejada, que en el caso de sistemas radar es la antena. En los sensores radar pueden distinguirse dos grandes tipos de apertura, que determinan la resolución espacial finalmente alcanzada: - Radar de Apertura Real (RAR): equipo de diseño simple y fácil procesamiento de los datos cuya apertura se corresponde con la longitud física de la antena. En estos sistemas solo se procesa la altitud (y no la fase) de cada eco de retorno, de forma que la creación de una imagen implica únicamente la transmisión de un pulso y recepción de su señal dispersada. Para aumentar la resolución espacial, el ancho del haz emitido debería ser muy superior a la longitud de onda utilizada, lo que requiere antenas de dimensiones impracticables. Por ello su resolución no es muy buena, especialmente en el rango cercano y para misiones de baja altitud y longitudes de onda pequeñas. - Radar de Apertura Sintética (SAR): aprovecha el movimiento de la plataforma para sintetizar, mediante un elaborado registro y procesamiento de los ecos radar, una gran antena que permita una elevada resolución azimutal a pesar de las dimensiones físicas reales de la antena. La amplitud y fase de las señales de retorno de un objetivo se registran durante todo el periodo de tiempo en el que éste se encuentra dentro del haz de la antena en movimiento. La distancia recorrida por el sensor desde el punto en que el objetivo entra en el haz hasta que sale determina la longitud efectiva de la antena sintética. Figura 24. Apertura sintética de un sistema radar (CCRS, 2008). Distorsiones geométricas de las imágenes radar La geometría de visión de todos los sensores da lugar a distorsiones, que en el caso del radar se deben a la observación lateral y al hecho de que es un dispositivo diseñado para medir distancias. La distorsión tiene lugar en la dirección del rango de inclinación, sobre el cual se calculan las distancias, debido a que el ángulo de observación produce una compresión de los objetos en el rango cercano y una variación creciente de la escala de la imagen a lo largo del rango. Las distancias a rangos de la tierra pueden Figura 25. Distorsión de las imágenes en el rango de inclinación (CCRS, 2008). 38
calcularse de forma correcta usando reglas de trigonometría para corregir las distorsiones de los objetos. El desplazamiento del relieve es un tipo de distorsión geométrica que modifica la disposición de los objetos en la dirección perpendicular a la trayectoria del vuelo, de forma que los más altos aparecen más cerca del sensor. En función del ángulo de incidencia local tienen lugar distintos tipos y grados de desplazamiento del relieve: · Acortamiento del relieve (foreshortening): consiste en la compresión aparente de los objetos elevados de la escena que se encuentran inclinados hacia el radar, los cuales aparecen brillantes en la imagen. La distorsión es máxima cuando el ángulo que forman la pendiente y el haz del radar es ortogonal (el ángulo de incidencia local resultante es cero), lo que hace que la base, pendiente y cima de una colina se observen de forma simultánea, ocupando la misma posición en la imagen. · Inversión por relieve (layover): sucede cuando el haz alcanza antes la parte superior de un objeto que la inferior, de forma que la energía reflejada por la porción más elevada se recibe antes. Al procesar la imagen, la parte superior del objeto se verá desplazada por encima de su base. En general, la inversión por relieve es más pronunciada en geometrías de visualización con ángulos de incidencia pequeños, tales como las que se utilizan en los satélites radar. Figura 26. Acortamiento del relieve (CCRS, 2008). Figura 27. Inversión por relieve (CCRS, 2008). · Sombra en las imágenes: la superficie del terreno que el radar no es capaz de iluminar se representa como sombra (en tonos muy obscuros), ya que no se recibe señal de ella. Las sombras aparecen detrás de elementos verticales o pendientes abruptas dispuestas a lo largo del alcance, indicando la dirección de iluminación del radar y la altura del objeto, lo que facilita la interpretación del relieve. Figura 28. Formación de sombras (Raney, 1998). Al aumentar el ángulo de incidencia en la dirección del alcance, la iluminación más oblicua induce sombras más prominentes a medida que nos alejamos del radar. 39
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calcularse <strong>de</strong> forma correcta usando reglas <strong>de</strong> trigonometría para corregir las<br />
distorsiones <strong>de</strong> los objetos.<br />
El <strong>de</strong>splazamiento <strong>de</strong>l relieve es un tipo <strong>de</strong> distorsión geométrica que modifica la<br />
disposición <strong>de</strong> los objetos en la dirección perpendicular a la trayectoria <strong>de</strong>l vuelo, <strong>de</strong><br />
forma que los más altos aparecen más cerca <strong>de</strong>l<br />
sensor. En función <strong>de</strong>l ángulo <strong>de</strong> inci<strong>de</strong>ncia local<br />
tienen lugar distintos tipos y grados <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>splazamiento <strong>de</strong>l relieve:<br />
· Acortamiento <strong>de</strong>l relieve (foreshortening):<br />
consiste en la compresión aparente <strong>de</strong> los objetos<br />
elevados <strong>de</strong> la escena que se encuentran inclinados<br />
hacia el radar, los cuales aparecen brillantes en la<br />
imagen. La distorsión es máxima cuando el ángulo<br />
que forman la pendiente y el haz <strong>de</strong>l radar es<br />
ortogonal (el ángulo <strong>de</strong> inci<strong>de</strong>ncia local resultante es<br />
cero), lo que hace que la base, pendiente y cima <strong>de</strong><br />
una colina se observen <strong>de</strong> forma simultánea,<br />
ocupando la misma posición en la imagen.<br />
· Inversión por relieve (layover): suce<strong>de</strong> cuando<br />
el haz alcanza antes la parte superior <strong>de</strong> un objeto<br />
que la inferior, <strong>de</strong> forma que la energía reflejada por<br />
la porción más elevada se recibe antes. Al procesar<br />
la imagen, la parte superior <strong>de</strong>l objeto se verá<br />
<strong>de</strong>splazada por encima <strong>de</strong> su base.<br />
En general, la inversión por relieve es más<br />
pronunciada en geometrías <strong>de</strong> visualización con<br />
ángulos <strong>de</strong> inci<strong>de</strong>ncia pequeños, tales como las que<br />
se utilizan en los satélites radar.<br />
Figura 26. Acortamiento <strong>de</strong>l<br />
relieve (CCRS, <strong>2008</strong>).<br />
Figura 27. Inversión por relieve<br />
(CCRS, <strong>2008</strong>).<br />
· Sombra en las imágenes: la superficie <strong>de</strong>l terreno que el radar no es capaz <strong>de</strong><br />
iluminar se representa como sombra (en tonos muy obscuros), ya que no se recibe señal<br />
<strong>de</strong> ella. Las sombras aparecen <strong>de</strong>trás<br />
<strong>de</strong> elementos verticales o pendientes<br />
abruptas dispuestas a lo largo <strong>de</strong>l<br />
alcance, indicando la dirección <strong>de</strong><br />
iluminación <strong>de</strong>l radar y la altura <strong>de</strong>l<br />
objeto, lo que facilita la interpretación<br />
<strong>de</strong>l relieve.<br />
Figura 28. Formación <strong>de</strong> sombras (Raney, 1998).<br />
Al aumentar el ángulo <strong>de</strong><br />
inci<strong>de</strong>ncia en la dirección <strong>de</strong>l alcance, la iluminación más oblicua induce sombras más<br />
prominentes a medida que nos alejamos <strong>de</strong>l radar.<br />
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