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Este eco o “backscatter” retorna al sensor de radar y es recibido por la antena con una
polarización específica (horizontal o vertical, pero no necesariamente la misma del pulso
emitido).
Lo ecos recibidos son digitalizados y registrados para su posterior procesamiento y
conversión en una imagen. Dado que los pulsos de radar se propagan con la velocidad de la
luz es evidente que midiendo el tiempo necesario para su viaje de ida y vuelta podrá
calcularse la distancia al objeto reflector.
En el caso de los sensores de radar podremos hablar de dos tipos de resolución. El pulso
usualmente cubre una pequeña banda de frecuencias (ancho de banda) centrada en la
frecuencia seleccionada por el sistema de radar. Este ancho de banda determina la
resolución en la dirección del objeto iluminado. Mayores anchos de banda condicionan
resoluciones más finas en dicha dirección. Por otra parte, la longitud de la antena de radar
determina la resolución en la dirección del trayecto del satélite: cuanto más larga es la antena
más fina es la resolución en dicha dimensión. Es así que se desarrolló una técnica,
denominada radar de apertura sintética (Synthetic Aperture Radar – SAR), que consiste en
sintetizar una antena muy larga combinando señales recibidas por el radar a medida que
recorre su trayecto.
Las imágenes de radar están compuestas por pixeles, cada uno de los cuales representa el
eco proveniente de un área correspondientes sobre el terreno: zonas oscuras en la imagen
representan bajo retorno de energía hacia el radar, zonas brillantes corresponden a alto
retorno. Dicho retorno está condicionado por una serie de factores, algunos dependientes
de los parámetros del sistema, otros dependientes de los parámetros del área de interés y
finalmente otros resultantes de las interacciones entre los anteriores:
• Parámetros del sistema:
1. Longitud de onda (o frecuencia)
2. Polarización
3. Angulo de observación (v. Fig. A-2-a)
4. Dirección de observación
5. Resolución
• Parámetros del blanco o área de interés:
1. Textura de la superficie
2. Propiedades dieléctricas
3. Angulo y orientación de pendientes (v. Fig. A-2-b)
• Interacciones:
1. Textura de la superficie – longitud de onda del sistema
2. Angulo de observación (f) y ángulo de la pendiente (a) – se combinan para
determinar el ángulo de incidencia (.).
3. La dirección de observación y la orientación de la pendiente – influencian el área y
geometría del blanco presentado al radar.
AI-3
El retorno está a menudo relacionado con el tamaño del objeto que dispersa: los objetos de
aproximadamente las mismas dimensiones, o mayores, que la longitud de onda aparecerán
más luminosos, mientras que los objetos menores que la longitud de onda aparecerán
oscuros. Este efecto arroja información acerca de la textura de la región de interés.
Las longitudes de onda más usuales en los sistemas de radar son las siguientes:
Banda P = ~ 65 cm
Banda L= ~ 23 cm
Banda S = ~ 10 cm
BandaC=~ 5cm
BandaX=~ 3cm
Cuanto mayor es la longitud de onda, o sea menor la frecuencia, mayor es el poder de
penetración en la vegetación y en el suelo. En general cada sistema de radar, aéreo o
satelital utiliza sólo una de dichas bandas según su campo de aplicación, pero en general la banda C
constituye un buen compromiso.
AI-4
En una imagen de radar se observan dos tipos principales de variaciones de brillo:
· Variaciones de tono
· Variaciones de textura
El tono hace referencia a los diferentes niveles de grises del negro al blanco, siendo
proporcional a la intensidad del retorno del radar. Los objetos relativamente llanos como
cuerpos de agua calmos aparecen con tonos oscuros (la reflexión es mayormente especular y
genera poco retorno). Los objetos difusores, como diversas formas de vegetación, aparecen
con tonos intermedios. Finalmente, edificios construidos por el hombre, barcos,
etc. pueden producir tonos brillantes, dependiendo de su forma, orientación y/o sus
constituyentes materiales (v. Fig. A-3).
La textura hace referencia al patrón de las variaciones espaciales de tono, y depende del
grado de uniformidad espacial de los objetos de la escena. La textura puede ser definida
como fina, mediana o gruesa.
AI-5
Las Figs. A-4 a y b constituyen típicas imágenes de radar, en este caso adquiridas por el
satélite ERS de la Agencia espacial Europea en noviembre del 2000. Las imágenes
corresponden a aproximadamente la misma región de una forestación en Paysandú que ya
hemos utilizado como ejemplo de clasificaciones en el presente trabajo. En particular la
parte inferior izquierda puede ser reconocida en las Figs. 74, 78 y 79. Como vemos, las
imágenes de radar son de más compleja interpretación que las de los satélites ópticos.
Además, una característica típica de las imágenes de radar es su aspecto granulado
(“salt and peper”) por efecto de los speckles. Estos gránulos son inherentes a la naturaleza misma
del radar. En efecto, las ondas coherentes emitidas por el sensor activo del radar, en forma
similar a lo que ocurre con un laser, se propagan en concordancia de fase hasta incidir sobre
los objetos terrestres, donde la coherencia se pierde al reflejarse y retornar: esto se debe a las
diferentes distancias que deben atravesar desde el objeto a la antena, así como a efectos de
dispersión en el objeto. Entre estas ondas reflejadas se pueden producir ahora efectos
de interferencia constructiva o destructiva generándose una estrucutura granulada en la
imagen, como se observa en la Fig.A-5. El efecto de los speckles puede atenuarse mediante
filtraciones con filtros adecuados. En particular en la Fig. A-4b se ha aplicado dicho
tratamiento
AI-6
Para terminar esta breve referencia a los sensores de radar, presentaremos dos imágenes de
la misma región, una de radar (Radarsat-1) y otra una imagen óptica (composición RGB
453 del Landsat 5) (Figs.A-6 a y b en la página AI-7) La región es la situada al SW de Sta
Cruz, Río Grande do Sul, Brasil. La imagen de radar es una combinación RGB
multitemporal de fechas 21/10/05, 08/12/05, 25/01/06, mientras que la imagen Landsat es
de fecha 03/11/05. La imagen de radar posee originalmente una resolución de 6.25 m,
mientras que la de LANDSAT 5 es de 30m. La imagen Landsat puede ser fácilmente interpretada en sus rasgos fundamentales de
acuerdo a las consideraciones efectuadas en las páginas 51 y siguientes de este trabajo
(Combinaciones de Color). Dicha interpretación permitirá establecer una correlación
temática con la imagen de radar.
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