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Analizando el vocabulario de los productos Sentinel-1
  •   Copernicus Sentinel Space

Hemos hablado muchas veces de las nubes, y su devastador efecto en el uso de imágenes de teledetección, y de la ventaja que en este sentido tienen las tecnologías basadas en microondas, como el SAR de Sentinel-1. La pena es la dificultad de extraer información de las imágenes SAR y, en cierta medida también, la dificultad de acercarse a ellas.

Cuando se accede a los productos Sentinel-1, ya sea a través del Copernicus Open Access Hub o de un DIAS, la primera información que recibe un usuario es que debe elegir entre Level-1 y Level-2; y, en el primer caso, entre datos SLC o GRD. Finalmente, puede elegir también el modo sensor (entre SM, IW, EW y WV) y la polarización (entre 6 posibilidades).

Entender qué hay tras esos acrónimos no es inmediato. Por supuesto, los usuarios habituales de imágenes de microondas lo saben de sobra, pero los nuevos usuarios encuentran dificultades, en parte por un vocabulario particular y un poco confuso.

Vamos a analizar un poco el caso de los datos L1.

SLC significa Single-Look Complex.

  • Single Look corresponde a single measurement: cada píxel muestra el resultado de una única medición de la reflexión de la señal de microondas emitida desde Sentinel-1 hacia la superficie terrestre.
  • Complex se refiere a que esa medición se analiza en el procesado en tierra para obtener la fase y la amplitud de la onda reflejada, y esas dos cantidades quedan representadas como un número complejo.

En este acrónimo no se informa de que la representación de los datos no se hace sobre una malla cartográfica, sino sobre las dimensiones originales de la imagen SAR: azimuth y rango. Estos términos tienen a su vez una acepción particular en el mundo radar. Azimuth (cuyo significado en cartografía es bien conocido) es aquí la dirección de avance de la plataforma donde se monta el SAR. Y rango, la dirección en que se emite la radiación. Coinciden respectivamente con lo que se conoce como along-track (o dirección de avance) y across-track.

GRD es Ground Range Detected: esto significa "focused SAR data that has been detected, multi-looked and projected to ground range using an Earth ellipsoid model".

  • Ground range implica, por tanto, que la secuencia de medidas en "rango" (la dirección "across-track"), que da pie a una de las dos dimensiones de la imagen, se ha proyectado sobre un modelo del elipsoide terrestre.
  • Detected significa, en la jerga radar, que la medida muestra la amplitud de la onda reflejada (o su cuadrado). En detalle, "Detection is a processing stage at which the strength of the signal is determined for each pixel value. Detection removes phase information from the data file. The preferred detection scheme uses a magnitude squared method, which is energy conserving, and has units of voltage squared per pixel." (ESA ASAR glossary).

El acrónimo ignora el hecho de que a diferencia del producto SLC, cada píxel GRD es multi-look, es decir representa el promedio de varias medidas en la dirección "azimuth" (along-track). En los manuales de Sentinel-1 vemos que el número de looks puede ser variable y que de hecho determina la resolución espacial.

Por tanto, single look no se refiere a las mismas características que ground range, y complex se opone a detected solo tras asumir lo que la jerga radar considera "detection".

Un usuario de teledetección no especializado en microondas quizás preferiría que:

  • Se recalcara que son dos subniveles progresivos, ya que el dato GRD se basa en el proceso de datos SLC. Por ejemplo L1b para SLC y L1c para GRD (que así quedaría cerca del producto equivalente en Sentinel-2).
  • Que el GRD se definiera de una manera más estándar, como intensidad geolocalizada (aunque no ortorrectificada).

En próximos días intentaremos aclarar un poco más esta jerga propia del radar. Mientras, os dejamos con estas bonitas imágenes del 15 de diciembre sobre los Pirineos oestes (Huesca y Navarra), obtenidas con Sentinel-2 (izquierda) y Sentinel-1 (derecha).

Sentienl-1 vs Sentinel-2 sobre los Pirineos