High-Level Project Summary
Nuestra contribución es brindar a todo público el concepto sobre el radar de apertura sintética, los beneficios, aplicaciones que este nos proporciona. Teniendo en cuenta los retos que se puedan presentar al implementarlo. Cada año, cientos de países sufren fenómenos naturales como lluvias, huracanes, sismos, entre otros; que ocurren con frecuencia y ponen en riesgo la vida y el ambiente. Como equipo hemos llevado a cabo una investigación y recopilación de datos de los conceptos que asocian a los sistemas de radar de apertura sintética (SAR), ayudando al reconocimiento de captación de imágenes que nos brindan información del suelo, monitoreo del cambio climático, y otras aplicaciones.
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Detailed Project Description
Concepto de Radar de apertura sintética
Es un sistema en órbita dirigido a la obtención de imágenes de alta resolución de la superficie de la Tierra. Utiliza la recopilación de datos con la teledetección.
¿Qué es la Teledetección?
Es una técnica que permite obtener información de las características de un objeto situado en algún lugar de la superficie, a una cierta distancia del observador. Existen dos tipos: la teledetección pasiva y activa.
Teledetección pasiva
Utiliza la radiación emitida o reflejada por la superficie observada.
Su principal desventaja es que se le imposibilita su uso en condiciones de falta de luz o nubosidad.
Teledetección activa
Están equipados con sistemas de transmisión y recepción que captan la señal reflejada sobre la superficie iluminada.
La utilización de microondas reduce drásticamente el impacto de fenómenos como el humo, las nubes o la lluvia sobre las imágenes resultantes.
Funcionamiento del Radar de apertura sintética (SAR)
Un Radar de Apertura Sintética (SAR) envía pulsos electromagnéticos a la tierra con el objetivo de grabar su retorno una vez reflejado por la superficie y obtener así imágenes del área que ilumina. Se trata por tanto de un sensor activo que no necesita otras fuentes de iluminación, como es el caso de los sensores ópticos que necesitan la energía solar. Por ello, la primera característica significativa de un SAR es que puede operar tanto de día como de noche. Por otro lado, las señales que utilizan estos radares se encuentran en la banda del espectro electromagnético de las microondas, las señales a estas frecuencias se ven afectadas de forma limitada por las condiciones de humedad y cobertura nubosa de la atmósfera, por lo tanto, nubes y lluvia se pueden considerar en gran medida transparentes para el radar.
Mecanismos de dispersión
- Consta de 3 mecanismos principales de dispersión:
Dispersión desde superficies rugosas: esta comprende el agua, suelo desnudo, superficies pavimentadas.
Dispersión de doble rebote: Corresponde a los edificios, troncos de árboles, postes de luz y otras estructuras verticales.
Dispersión de volumen: Esta realiza una incurso profunda abarcando la vegetación, suelos secos con alta penetración.
Bandas que opera el Radar de apertura Sintética
Las diferentes longitudes de onda de SAR a menudo se denominan bandas, con designaciones de letras como X, C, L y P.
Las 4 bandas se establecen en Cm. Pero lo que las diferencia es su profundidad de penetración.
Por ejemplo, un árbol, La banda X opera a 3cm y alcanza a la cubierta de hojas, La banda C opera a 6 cm y llega a sus ramas, la banda L opera a 24 cm lo que nos indica que posee una mayor profundidad atravesando el tronco y la banda P opera a 65 cm, tendrá una penetración mucho más profunda hasta alcanzar las raíces y el suelo.
¿Cómo interpretamos las Imágenes Captadas por SAR?
Una imagen SAR nos proporciona un mapa de reflectividad del área que ilumina. La intensidad de la señal reflejada permite discriminar entre diferentes objetos del terreno. De esta manera aquellos objetos que devuelven más señal al radar se identificaran como puntos brillantes en la imagen y las superficies más lisas o planas, que son aquellas que devuelven menos señal, se identifican como zonas oscuras.
Beneficios
- Imágenes precisas en muy alta resolución.
- Obtención de Imágenes 24/7
- Imágenes bajo demanda
- Monitoreo confiable del cambio global en 3D
Aplicaciones
o El monitoreo del cambio climático y de incendios e inundaciones.
o El seguimiento de sequías y la determinación de uso del suelo.
o La cartografía del flujo mundial del petróleo y la vigilancia de derrames del producto.
o La detección de floraciones de algas en el océano.
o El seguimiento de huracanes y tifones, y de la temperatura de la superficie.
o Las evaluaciones multiespectrales de vegetación.
o Monitoreo de ruta de las aeronaves según espacio aéreo.
Explicación de problemática en Panamá
Cada año, cientos de países sufren fenómenos naturales como lluvias, tornados, huracanes, sismos erupciones volcánicas, entre otros. Eventos que ocurren con frecuencia y ponen en riesgo la vida, el ambiente, y crean grandes pérdidas económicas. Por lo cual, su detección temprana es clave para asegurar la vida del ser humano y el medio ambiente. En 2019, Panamá se mantuvo por más de 24 horas con precipitaciones atmosféricas creando deslizamientos e inundaciones los cuales afectaron a cientos de familias. Por lo tanto, nuestro objetivo principal se basa en implementar el radar de apertura sintética (SAR) para lograr la recolección y análisis de datos que brinden un sistema de información geográfico para su prevención.
Space Agency Data
Para la elaboración de este desafío, utilizamos como referencia documentación de la NASA.
N.A.S.A. (2020, 16 abril). What is Synthetic Aperture Radar? | Earthdata. NASA. https://earthdata.nasa.gov/learn/backgrounders/what-is-sar
Synthetic Aperture Radar (SAR) & Google Earth Engine. (2020, mayo). NASA. https://ntrs.nasa.gov/api/citations/20200001565/downloads/20200001565.pdf
What is Remote Sensing? | Earthdata. (2021, 10 marzo). NASA. https://earthdata.nasa.gov/learn/backgrounders/remote-sensing
N.A.S.A. (2021, 1 febrero). Remote Sensors | Earthdata. NASA. https://earthdata.nasa.gov/learn/remote-sensors
Hackathon Journey
Es nuestro primer año de participación, ya que no teníamos conocimiento de los retos, que involucraban una presentación de propuestas ofrecidas en el sitio web de las diferentes organizaciones como la NASA, en colaboración con entidades panameñas que abordan temas de interés científico a nivel mundial.
Pudimos apreciar las diferentes categorías que impulsan a un interés común y proponen avances tecnológicos innovadores para informar, resolver y estudiar las diferentes propuesta nacionales e internacionales que ayudan a tener una visión clara de las nuevas técnicas.
Le agradecemos por la oportunidad de trabajar nuestras ideas y a dar a conocer nuestra propuesta donde los datos recolectados puedan ayudar a futuros participantes para un plan estratégico de ideas que conlleva al desarrollo de un área en específico como la educación, la tecnología y la información, que conduzcan a obtener una mejora de calidad en los sistemas de comunicación.
References
G. (2021a, julio 16). Aprenda sobre el Radar de Apertura Sintética (SAR) con ejemplos. El blog de franz. https://acolita.com/aprenda-sobre-el-radar-de-apertura-sintetica-sar-con-ejemplos/
Tecnología SAR: una solución innovadora en Observación de la Tierra | Knowledge Innovation Market - KIM
. (2019, 16 octubre). Tecnología SAR. http
s://kimglobal.com/es/evento/curso-de-teledeteccion-con-radar-de-apertura-sintetica/
Villegas, P. (2020, 20 febrero). Introducción a imágenes de radar de apertura sintética. Agua y SIG. https://www.aguaysig.com/introduccion-a-imagenes-de-radar-de-apertura-sintetica/
Dubois, G. (2020, 29 julio). Radar de reconocimiento para el IA-58 Fénix. Aviacionline.com. https://www.aviacionline.com/2020/07/radar-de-reconocimiento-para-el-ia-58-fenix/
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