Actividades del grupo EEF en el contexto de la red europea TMR "Polarimetría radar: teoría y aplicaciones"

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ACTIVIDADESDELGRUPOEEFENEL
CONTEXTODELAREDEUROPEATMR
"PORLARIMETRÍARADAR:TEORÍAY
APLICACIONES"
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Ca losLópez-Ma ínez
Uni e si a Poli ècnicadeCa alunya
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ACTIVIDADES DEL GRUPO EEF EN EL CONTEXTO DE LA RED EUROPEA TMR
“PORLARIMETRÍA RADAR: TEORÍA Y APLICACIONES”
Xa ie Fàb egas Càno as, Ca los López Ma ínez, Lluis Saguès i Piella, An oni B oque as i Iba s
Depa amen o de Teo ía de la Señal y Comunicaciones. Uni e sidad Poli écnica de Ca aluña.
Campus No d, C/Jo di Gi ona 1-3, Ba celona (C.P.: 08034)
Tl : 93 – 401 72 26, e-mail: [email p o ec ed]
ABSTRACT
The ac i i y o he EEF g oup in he TMR Eu o-
pean P ojec Rada Pola ime y: Theo y and Appli-
ca ions will be p esen ed in his pape . We ha e de-
eloped new pola ime ic-in e e ome ic e ie al
algo i hms and enhancemen echniques. These
me hods will be showed b ie ly in he nex poin s.
1 INTRODUCCIÓN
La pola ime ía ada es una disciplina eme gen e
con un g an po encial de bene icios económicos pa a
oda la comunidad in e nacional, p incipalmen e a
a és del impac o que es á eniendo la elede ección
ada en la ob ención de in o mación geo ísica y bio-
lógica en el es udio medioambien al. La pola ime ía
ada puede p opo ciona in o mación asociada con el
con ol de los ecu sos na u ales, así como con nume-
osas aplicaciones cien í icas e indus iales ales como
la me eo ología ada , ecnología humani a ia de de-
ección de minas, cálculo de la biomasa o es al y ag í-
cola, o mación de mapas opog á icos, e c.
Du an e los úl imos años se ha ealizado un es ue -
zo impo an e, a ni el in e nacional, desa ollando
sis emas ada pola imé icos, culminando en las dos
misiones Shu le SIR-C de la NASA en 1995, donde
ue on ecogidos da os mul i ecuencia y pola imé i-
cos a escala mundial. La ESA planea lanza el sa éli e
ENVISAT que aunque no se á o almen e pola imé i-
co, si pod á ob ene pa ejas de coe icien es de dispe -
sión en las pola izaciones lineales ho izon al (h) y
e ical ( ). También exis en sis emas ada pola imé-
icos ae o anspo ados que pe mi en obse aciones
de zonas pa icual es. Es as pla a o mas son además,
un paso in e medio de p ueba de p o o ipos en el desa-
ollo de u u os senso es espaciales.
La o al explo ación de los mé odos pola imé icos
se encuen a aún en una ase p elimina debido al po-
b e en endimien o de la eo ía básica pola imé ica, así
como del insu icien e desa ollo de algo i mos de in-
e sión que pe mi an ecupe a los pa áme os geo ísi-
cos y biológicos más ele an es. El obje i o del p o-
yec o eu opeo TMR: “Pola ime ía Rada : Teo ía y
Aplicaciones” es in en a esol e los p oblemas an e-
io men e mencionados, a pa i de la colabo ación
in e nacional y los p og amas de o mación de in es i-
gado es en el campo de la pola ime ía ada . Los pa -
icipan es en es e p oyec o de in es igación son 4 uni-
e sidades: UPC (ESP), U. RENNE (FR), U. ESSEX
(GB), U. CHEMITZ (AL), 3 cen os de in es igación:
DLR (AL), DDRE (DK), JRC (IT), y 2 emp esas: AL
(GB), MOTHESIM (FR).
Es e p oyec o de in es igación iene una du ación
de cua o años (1998-2002) y es á subdi idido en
es á eas undamen ales del desa ollo de la pola i-
me ía ada :
1. Teo ía Básica pola imé ica
2. Algo i mos de in e sión pola imé icos
3. Desa ollo de écnicas a anzadas de calib ación
y medida pola imé icas.
El g upo de Ingenie ía Elec omagné ica y Fo ó-
nica (EEF) de la UPC es á in oluc ado en es a ed
eu opea en los pun os 2 y 3. A con inuación se des-
c ibi á la ac i idad in es igado a que se es á eali-
zando, en es e ma co eu opeo, po el g upo EEF.
2 INTERFEROMETRÍA POLARIMÉTRICA
En la in e e ome ía SAR se abaja con pa es de
imágenes ob enidas desde posiciones sepa adas po
una dis ancia o línea de base adecuada. Median e un
alineado y co elación compleja se ob iene la di e en-
cia de ase pa a cada pun o de la imagen que es á ela-
cionada con su ele ación. Recien emen e se ha empe-
zado a aplica la pola ime ía a las écnicas in e e o-
mé icas ada (INSAR) con el in de mejo a los ma-
pas de ele ación de e enos (DEM) y ob ene un cál-
culo es imado de la biomasa de un e eno [1] [2].
2.1 OPTIMIZACIÓN EN LA EXTRACCIÓN
DE MAPAS DIGITALES DEL TERRENO
El e o de ele ación, que se ob iene en la de e -
minación del mapa de al u as de un e eno al inal
del p oceso in e e omé ico, es meno cuan o más
al a es la cohe encia (co elación) en e las dos imá-
genes ada con las que se abaja. El obje i o del
abajo ha sido op imiza es e pa áme o de cohe en-
cia a pa i de la u ilización de la in o mación adicio-
nal que supone dispone de los es canales ada
pola imé icos: HH, HV y VV [1] [2]. El algo i mo
pola imé ico desa ollado se ha basado en cálculo
del es ado de pola ización que maximiza el pa áme-
o de la cohe encia [2].
2.2 DETECCIÓN DE MINAS
Du an e es os úl imos años, los sis emas ada de
imagen de muy al a esolución se han con e ido en
una he amien a muy aliosa pa a la de ección de
obje os en e ados, como pe ejemplo, las minas an i-
pe sona. Sin emba go, al y como se demues a en las
úl imas publicaciones [3], las minas dieléc icas
plás icas esul an in isibles pa a el ada , debido a
que su dispe sión elec omagné ica es muy débil es-
pe o al clu e y a que su compo amien o dieléc ico
es muy pa ecido al de su en o no (bajo con as e). En
es e sen ido, se ha desa ollado una nue a écnica
ada pola imé ica capaz de sepa a el compo a-
mien o de la mina espe o al clu e basándose en la
u ilización de la pola ime ía pa a di e encia es os
dos di e en es mecanismos de dispe sión [4]. Em-
pleando in o mación in e e omé ica es posible ob-
ene la p o undidad de la mina (Figu a 1).
2.3 CÁLCULO DE BIOMASA
Uno de los mé odos mas u ilizados pa a la de ec-
ción de can idad de biomasa se basa en emplea di e -
sas bandas ecuenciales pa a ob ene imágenes ada
de las di e en es capas que o man la ege ación en
unción de la p o undidad de pene ación de la onda
elec omagné ica emi ida. O os mé odos más ac uales
se basan en la u ilización de una sola banda ecuencial
pe o con un ancho de banda muy ele ado con el in de
dispone de la su icien e esolución espacial pa a po-
de di e encia la con ibución del suelo de las demás
pa es que o man la ege ación que lo cub e.
El uso de écnicas in e e omé icas y pola imé-
icas al mismo iempo pe mi e di e encia los di e-
en es mecanismos de dispe sión exis en es den o de
una misma celda de esolución, sin que sea necesa io
u iliza un ancho de banda ele ado ni el uso de dis in-
as bandas ecuenciales. Así se puede ob ene la es-
uc u a e ical de la ege ación con el obje i o de
calcula su al u a y la can idad de biomasa [1][2].
3 REDUCCIÓN DE RUIDO SPECKLE
Uno de los p incipales p oblemas de los sis emas
SAR, ya sean pola imé icos o no, es la p esencia de
uido speckle. Debido a la na u aleza cohe en e de
es os sis emas, el uido speckle a ec a an o a la in-
o mación de módulo como a la in o mación de ase.
Po lo an o, se hace necesa io implemen a un algo-
i mo de eliminación del uido speckle.
Los da os SAR se ca ac e izan po se da os no
es aciona ios, po lo an o si se desea p ocesa dichos
da os es necesa io emplea una en ana de análisis,
cuyo p oblema es la mezcla de di e en es zonas de la
imagen a la ho a de calcula las es adís icas de dicha
zona. En es e con ex o, la ans o mada wa ele p e-
sen a una se ie de en ajas que hacen ac ible su uso
en es e campo. Una de las en ajas es que no se hace
necesa io el empleo de en anas de análisis.
En nues o g upo se es án desa ollando algo i -
mos basados en la ans o mada wa ele que pe mi-
en elimina el uido an o en la in o mación de mó-
dulo [5] como en la in o mación de ase.
En es e momen o se ha desa ollado un algo i mo
que pe mi e la eliminación de uido speckle en la
ase in e e omé ica, sin emplea una en ana de
análisis. En es e caso, se aplica la ans o mada wa-
ele a oda la imagen de ase pa a elimina el uido
speckle en el dominio ans o mado wa ele .
La eliminación de uido speckle en el caso pola-
imé ico p esen a una complejidad mayo que en el
caso no pola imé ico, debido a que se ha de elimina
el uido speckle sin al e a las elaciones en e los
di e en es canales de in o mación.
4 CONCLUSIONES
El abajo ealizado en el p oyec o Eu opeo: Po-
la ime ía Rada po el g upo EEF se ha cen ado en
el desa ollo de nue as écnicas de in e sión pola i-
mé icas e in e e omé icas en las aplicaciones de
mejo a de DEM, de ección de minas y cálculo de
biomasa. También se ha desa ollado un sis ema de
educción de uido speckle en imágenes SAR pola-
imé icas basado en écnicas wa ele .
AGRADECIMIENTOS
Es e abajo ha sido inanciado po la ed TMR
ERB-FMRX-CT98-0211.
BIBLIOGRAFÍA
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Figu a 1: Ubicación espacial de minas en e adas.
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