¿Cómo producir MDE de alta resolución a partir de nuevos datos de Sentinel-1?

Question

Esta es una pregunta general relacionada con los nuevos datos de Sentinel-1. Estoy interesado en el potencial para utilizar estos datos para crear MDE de alta resolución en GIS (utilizo QGIS), para investigar sitios arqueológicos y paisajes y modelar sus cambios.

El satélite Sentinel-1a del programa Copernicus de la Agencia Espacial Europea ha sido recientemente puesto en funcionamiento, con datos que apenas comienzan a estar disponibles en el sitio web del Hub de Datos de la ESA (https://scihub.esa.int/). Estos datos pueden ser visualizados y procesados utilizando un software especialmente preparado llamado Sentinel-1 Toolbox (https://earth.esa.int/web/sentinel-tbx/sentinel-1-toolbox). Los datos radar permitirán observaciones de la superficie terrestre y cambios en las superficies terrestres que se modelarán utilizando 'interferometría de radar de apertura sintética', con la mayoría de ejemplos dados hasta ahora detallando el impacto de terremotos u otros cambios naturales a gran escala en el paisaje (https://earth.esa.int/web/sentinel/thematic-content/-/article/radar-vision-maps-napa-valley-earthquake). Después de buscar en internet, he encontrado que, aparte del propio sitio web de la ESA, parece haber poca información sobre el uso práctico de estos nuevos datos.

¿Hay literatura sobre cómo producir MDE de alta resolución a partir de estos nuevos datos de Sentinel-1?

Answer 1

Supongo que nunca has trabajado con datos SAR antes, así que dividiré tu pregunta en partes que puedo responder:

1) Crear MDE de alta resolución en GIS

El proceso de crear un MDE solo a partir de datos SAR es bastante complejo y requiere mucha potencia de procesamiento y memoria. No conozco un software GIS que implemente la creación de MDE debido a estas limitaciones.

2) Investigar sitios/paisajes y modelar sus cambios

Si desea modelar/observar cambios de elevación, Interferometría Diferencial es la palabra clave que debería buscar. Este enfoque le permite observar incluso pequeños cambios en la elevación sin el proceso complejo de crear dos MDE.

3) Cómo producir MDE de alta resolución

Este es un proceso complejo que requiere muchos pasos. Le recomiendo que se informe sobre la Interferometría SAR en general, ya que los datos de Sentinel-1 tienen básicamente las mismas ventajas y desventajas que cualquier otro dato SAR.

ESA proporciona un libro gratuito que contiene toda la información relevante sobre la interferometría SAR, ya sea desde un punto de vista matemático como de procesamiento:

ESA: Principios de InSAR

Pasos necesarios para crear un MDE

• co-registrar escenas
• calcular líneas de base
• crear interferograma y extraer información de fase
• corregir por movimiento del sensor, eliminación de la tierra plana, atmósfera, etc.
• convertir fase diferencial a diferencias de fase absolutas
• desenrollar la fase
• conversión de fase a altura
• corregir por elevación absoluta, saltos de fase, etc.

Obviamente, esto es solo un resumen. Los procesos detallados para cada paso están explicados en el libro al que hice referencia y, en teoría, todos pueden ser ejecutados con la Caja de herramientas S1 (próximamente SNAP) o la Caja de herramientas SAR de la ESA (NEST).

Answer 2

Aquí encontré un artículo "Resultados preliminares del uso de datos SAR de Sentinel-1 para la generación de MDS", 2015. Según entendí, la precisión vertical no será mejor que 20m (la altura promedio de un solo árbol). Eso es comparable a la precisión de SRTMGL1, GDEM2.

No encontré útil mejorar el DEM de SRTM, rellenando las áreas enmascaradas de bosque en el SRTM1GL (para deshacerse del desplazamiento vertical causado por la cobertura arbórea). Aunque no soy un especialista en SAR o DEM.

Answer 3

Respuesta de un profesor de INSAR

Estimado Eric

He escuchado de XXXXX que estás interesado en un DEM (InSAR), ¿presumo que sobre un área en Kenia? Ten en cuenta que ya existen productos como ese disponibles, por ejemplo, el DEM de SRTM y productos de la misión TanDEM-X. Ambas misiones InSAR fueron ajustadas para obtener los mejores DEM, ya que trabajaron en el modo bistático de paso único, que evita que la señal de error atmosférico entre en el DEM. Con Sentinel-1a y Sentinel-1b no es posible hacer un producto de paso único, ya que no vuelan en (bi-estático) Tándem. Es posible hacer DEM de paso repetido mono-estático desde el Sentinel-1a o Sentinel-1b, pero la configuración de paso repetido introducirá errores en el DEM inducidos por la atmósfera con cientos de metros de error, es decir, mucho peor que los productos DEM de, por ejemplo, SRTM, que puedes descargar fácilmente de forma gratuita. Además, la resolución espacial también será mucho peor.

Por esta razón, supongo que tu solicitud puede no ser necesaria. Por favor, infórmame si tienes alguna pregunta adicional