Aplicación De Modelos Digitales De Elevación Basados En Imágenes Sar En El Estudio De La Geología Estructural

I NOTA DE TAPA

1° premio al mejor Trabajo Técnico de las II Jornadas de Geotecnología

Aplicación de modelos digitales de elevación basados en imágenes SAR en el estudio de la geología estructural
Por Pablo A. Euillades, Leonardo D. Euillades, Mauro H. Blanco, Gabriel A. Cabrera, CEDIAC-Universidad Nacional de Cuyo y Jan Witte y José Luis Bergamasco, Wintershall Energía SA

Construccióndel modelo digital de elevación
El modelo digital de elevación (MDE) se construyó utilizando la técnica denominada interferometría de imágenes de radar (InSAR).

Interferometría de imágenes de radar
El sensor de radar es activo, que significa que se vale de una fuente de iluminación propia para obtener información del terreno; a diferencia de los sensores pasivos, que se valen de la

energíaemitida por el sol y reflejada en la tierra (Lillesand y Kiefer, 1994). Los sensores ópticos y los radiómetros son ejemplos de esta última clase de instrumentos. Esta característica permite una gran versatilidad, ya que es posible modelar la señal emitida de manera de hacer foco en determinadas propiedades de los materiales que de otra manera serían muy difíciles de medir (Ulaby et al., 1986). Unade las posibilidades que brinda este esquema es la de utilizar iluminación coherente. Esta característica es fundamental para obtener imágenes de radar con buena resolución espacial (radar de apertura sintética), pero además permite aprovechar otra propie-

dad de las señales electromagnéticas: la fase. En el caso de una imagen de radar, cada pixel tiene asociado, entonces, un valor deamplitud y un valor de fase. La amplitud está directamente relacionada con las propiedades eléctricas del terreno. La fase está vinculada, además de con las propiedades del terreno, con la distancia entre el sensor (satélite) y el suelo para cada pixel. En base a lo dicho, si la altura de vuelo del sensor (satélite) es conocida, sería posible inferir la cota de cada pixel en base a la información de fasede una imagen (Zebker y Goldstein, 1986). Sin embargo, esto no es así por diversas razones: 1) la interacción de la energía EM con el suelo produce cambios de fase a priori desconocidos (Li y Goldstein, 1990; Zebker y Villasenor, 1992); 2) como la distancia sensor-tierra es mucho mayor que una longitud de onda, existe una ambigüedad de N ciclos de fase en la información registrada. Talesinconvenientes pueden superarse mediante la adquisición de un par de imágenes desde posiciones ligeramente diferentes en el espacio. Luego se calcula la diferencia de fase entre las mismas, que previamente se corregistran con una precisión mínima de 1/8 de píxel (Gens, 1998). Es posible demostrar que esta diferencia de fase está directamente relacionada con los cambios de altitud topográfica, suponiendoque las contribuciones debidas al suelo en sí son idénticas en ambas imágenes y,

por lo tanto, se cancelan (Prati y Rocca, 1988). La ambigüedad de N ciclos de fase se transforma en una ambigüedad de fase interferométrica (es decir, una ambigüedad de diferencias de fase), que es posteriormente resuelta mediante un procedimiento denominado “desenrollado” de fase (phase unwrapping; Ghiglia y Pritt,1998).

Deformación por topografía
El radar de apertura sintética (SAR, Synthetic Aperture Radar) tiene visión lateral. Esto significa que su antena apunta hacia un costado (y hacia abajo) del avión o satélite que porta el instrumento y es la configuración que permite constituir la imagen a partir de la información de ecos reflejados en el terreno. De esta manera, la imagen de radar esadquirida en un sistema ortogonal de coordenadas cuyos ejes son: 1) dirección de vuelo (Azimuth); y 2) tiempos de tránsito (o distancias recorridas a la velocidad de la luz por los ecos emitidos y reflejados), más conocido como rango inclinado (slant range). Esta configuración introduce serias deformaciones relacionadas con la topografía de la zona que se está ilumina. Los fenómenos que se producen se...