Zastosowanie zobrazowań SAR w ochronie środowiska. Wykład 3

Transkrypt

1 Zastosowanie zobrazowań SAR w ochronie środowiska Wykład 3

2 SAR tryby zobrazowań STRIPMAP najczęściej wykorzystywany tryb pozyskiwania zobrazowań SAR. W trybie tym mamy stały kierunek wysyłania wiązki radarowej. TSX: rozdzielczość: do 3 m; wielkość sceny: 30x50 km SPOTLIGHT pozwala pozyskiwać obrazy SAR charakteryzujące się wysoką rozdzielczością przestrzenną. Wiązka radarowa jest kierowana na konkretny obszar. W rezultacie znajduje się on dłużej w polu widzenia radaru. Dzięki temu zwiększa się rozdzielczość w kierunku azymutu. TSX: Staring SpotLight: rozdzielczość: do 25 cm; wielkość sceny: 4x3,7 km High Resolution SpotLight: rozdzielczość: do 1 m; wielkość sceny: 10x5 km Stripmap Spotlight SCANSAR - w trybie tym otrzymujemy obrazy o niskiej rozdzielczości przestrzennej lecz dużym zasięgu przestrzennym. Wiązka radarowa jest wysyłana na kolejne ścieżki (subswath). TSX: SCANSAR: rozdzielczość: do 18,5 m; wielkość sceny: 100x150 km WideSCANSAR: rozdzielczość: do 40 m; wielkość sceny: 270x200 km ScanSAR

3 SAR tryby zobrazowań Tryb Zastosowanie SpotLight Identyfikacja obiektów (samoloty, statki, czołgi,.) StripMap Badanie zjawisk o charakterze lokalnym Wykrywanie obiektów i ich klasyfikacja Tworzenie map niewielkiego obszaru (mapy wielkoskalowe) ScanSAR Badanie zjawisk o charakterze globalnym Monitoring pokryw lodowych na morzach i oceanach Tworzenie map większych obszarów (mapy średnio- i małoskalowe)

4 SAR tryby zobrazowań TSX: STARING SpotLIGHT

5 SAR tryby zobrazowań TSX: Wide ScanSAR

6 SAR koregistracja obrazów

7 SAR koregistracja obrazów Nadpróbkowanie (supersampling) Supersampling jest rodzajem antyaliasingu, który w grafice komputerowej służy do tworzenie wrażenia wygładzenia krawędzi obiektów wyświetlanych na ekranie komputera (ekranie rastrowym).

8 SAR nadawanie geoodniesienia

9 SAR SPECKLE

10 SAR redukcja SPECKLE

11 SAR analiza amplitudy

12 SAR analiza amplitudy Wycieki ropy na morzach i oceanach Identyfikacja wycieków ropy na oceanach z wykorzystaniem zobrazowań SAR nie jest zadaniem prostym. Trudno jest bowiem rozróżnić plamę ropy od np.: Spokojnej powierzchni oceanu (V wiatru < 3 m/s) Prądów morskich (V wiatru > 12 m/s) Wirów wodnych Alg i glonów.

13 SAR analiza amplitudy Wycieki ropy na morzach i oceanach Do identyfikacji wycieków ropy na morzach i ocenach włącza się również informacje o kształcie plam. Analizowana jest m.in.: Charakterystyka brzegów plam (ostre granice) Obecność charakterystycznego ogona Okrągłość plam (plamy oleju zazwyczaj mają wydłużone kształty) Wyciek ropy Inny obiekt

14 SAR analiza amplitudy

15 SAR analiza amplitudy

16 SAR analiza amplitudy

17 SAR analiza amplitudy

18 SAR analiza amplitudy

19 SAR analiza amplitudy

20 SAR źródła danych Dane Sentinel-1A,Sentinel-1B - ESA (ang. European Space Agency) - S-1A to pierwszy satelita programu Copernicus - Początek misji: S-1A: kwiecień 2014 S-1B: kwiecień Wysokość orbity: 800 km - Rozdzielczość: 5x20 m - Wielkość sceny: 250 km - Czar rewizyty: (12 dni 1 satelita, 6 dni S-1A+S-1B) - Tryb pozyskiwania zobrazowań: Interferometric Wide Swath z wykorzystaniem TOPSAR (Terrain Observation with Progressive Scans SA)

21 SAR źródła danych S-1A/B Interferometric Wide Swath + TOPSAR W satelitach Sentinel-1 tryb IW (Interferometric Wide Swath) pozyskuje informacje z trzech ścieżek (sub-swath) wykorzystując technikę TOPSAR. Technika TOPSAR wiązka radarowa jest sterowana nie tylko w kierunku zasięgu ale również w kierunku azymutu (do tyłu i do przodu). Dane pozyskane w z wykorzystaniem techniki TOPSAR mają taką samą rozdzielczość i taki sam zasięg jak w przypadku klasycznego trybu ScanSAR. Odznaczają się one lepszą jakością.

22 SAR źródła danych DLR (Niemiecka Agencja Kosmiczna) TerraSAR-X (2007 -? ) TanDEM-X (2010 -?)

23 SAR źródła danych

24 SAR źródła danych Wyniki wyszukiwania dla trybu StripMap Wyniki wyszukiwania dla trybu Staring SpotLight

25 SAR źródła danych CSA (Kanadyjska Agencja Kosmiczna) Radarsat-2 (2007 -?)

26 SAR źródła danych

27 SAR źródła danych

28 SAR źródła danych JAXA (Japońska Agencja Kosmiczna) ALOS-2 ( ) - pasmo L - tryb SpotLight (1 to 3m; szerokość sceny 25 km) - tryb StripMap (3 10 m; szerokość sceny km) - tryb ScanSar (100 m; szerokość sceny km) - wysokość orbity: 628 km - rozdzielczość przestrzenna: 14 dni

29 SAR źródła danych

30 SAR źródła danych

31 SAR źródła danych ASI (Włoska Agencja Kosmiczna) COSMO-SkyMed COSMO-SkyMed-1 8 czerwca 2007 COSMO-SkyMed-2 9 grudnia 2007 COSMO-SkyMed-3 25 października 2008 COSMO-SkyMed-4 6 listopada 2010

32 SAR źródła danych

33 SAR produkty SAR Produkty SAR (complex) dane surowe (raw data, level 1.0, ) SLC (Single Look Complex), SSC (Single Look Slant Range Complex) Produkty SAR (detected) na przykładzie TerraSAR-X MGD (Multi Look Ground Range Detected) GEC (Geocoded Ellipsoid Corrected) EEC (Enhanced Ellipsoid Corrected) RadarSAT-2 ->

34 SAR zobrazowania lotnicze F-SAR (Niemiecka Agencja Kosmiczna) [2006 ] - pasma: X, C, S ( cm), L, P ( cm) - Poczwórna polaryzacja - single-pass polarimetric interferometry ( dla X i S)

35 SAR zobrazowania lotnicze F-SAR (Niemiecka Agencja Kosmiczna)

36 SAR zobrazowania lotnicze UAVSAR (NASA) [Uninhabited Aerial Vehicle SAR] Poczwórna polaryzacja Pasmo L Szerokość pasma: 16 km Rozdzielczość: ~2m repeat track SAR

37 SAR zobrazowania lotnicze UAVSAR (NASA) [Uninhabited Aerial Vehicle SAR]