مقدمه ای بر تصاویر راداری و نحوه ی دریافت آن ها

تصاویر راداری در سنجش از دور

در حالی که اکثر دانشمندان با استفاده از سنجش از دور با تصاویر نوری غیرفعال، مانند لندست، طیف سنج تصویری با وضوح متوسط ناسا (MODIS) و Sentinel-2 آژانس فضایی اروپا آشنا هستند، نوع دیگری از داده های سنجش از دور باعث ایجاد تصویرمفید می شود: دیافراگم مصنوعی رادار یا SAR. SAR نوعی از جمع آوری اطلاعات فعال است که در آن سنسور انرژی خود را تولید می کند و سپس مقدار آن انرژی منعکس شده پس از تعامل با زمین را ثبت می کند. برای تجزیه و تحلیل داده های SAR به طرز تفکر و پردازش های متفاوتی احتیاج دارند زیرا سیگنال به جای ترکیبات ماده هدف به مشخصات سطح مانند ساختار و رطوبت پاسخ می دهد. وضوح مکانی داده های رادار با نسبت طول موج سنسور به طول آنتن سنسور ارتباط مستقیم دارد. برای یک طول موج مشخص، هرچه آنتن بزرگترباشد، وضوح مکانی بالاتر است.

از یک ماهواره در فضا که با طول موج حدود 5 سانتی متر کار می کند (باند C)، برای دستیابی به وضوح مکانی 10 متر، شما به یک آنتن رادار به طول حدود 4250 متر نیاز دارید. (این بیش از 47 زمین فوتبال است!) آنتن با آن اندازه برای حسگر ماهواره در فضا عملی نیست. از این رو، دانشمندان و مهندسان یک راه حل دیافراگم مصنوعی ارائه داده اند. در این مفهوم، دنباله ای از آنتن کوتاهتر برای شبیه سازی یک آنتن بسیار بزرگتر ترکیب می شود، بنابراین داده های با وضوح بالاتر ایجاد خواهد شد. داده های SAR همچنین می توانند یک روش تجزیه و تحلیل به نام تداخل سنجی یا InSAR را ایجاد کنند. InSAR از اطلاعات فاز ثبت شده توسط سنسور برای اندازه گیری فاصله سنسور تا هدف استفاده می کند. هنگامی که حداقل دو مشاهده از یک هدف انجام می شود، می توان از فاصله، با اطلاعات هندسی اضافی از سنسور، برای اندازه گیری تغییرات در توپوگرافی سطح زمین استفاده کرد. این اندازه گیری ها بسیار دقیق هستند(تا سطح سانتی متر!) و می توانند برای شناسایی مناطق تغییر شکل یافته از حوادثی مانند فوران آتشفشان و زمین لرزه استفاده شوند. در اموزش های بعدی از این قابلیت برای محاسبه فرونشست استفاده خواهیم کرد.

یکی از محدودیت های کار با داده های SAR مراحل پیش پردازش سنگین است که داده های سطح پایین(lower-level) به آن نیاز دارند. بسته به نوع تجزیه و تحلیل شما می خواهید انجام دهید، این مراحل می تواند شامل موارد زیر باشد: استفاده از فایل مدار، کالیبراسیون رادیومتری، فیلتر کردن لکه ها و اصلاح زمین. این مراحل در طی انجام پردازش ها بررسی خواهد شد.