Correcciones Troposféricas en Interferometría SAR basadas en la Herramienta TRAIN Tropospheric Corrections in SAR interferometry based on TRAIN Toolbox

SEBASTIAN BALBARANI; PATRICIA A. ROSELL; PABLO EUILLADES; VIRGINIA MACKERN; LEONARDO EUILLADES

Buenos Aires

Jornada; Jornadas de Geociencias para la Ingeniería; 2018

Facultad de Ingeniería Universidad Nacional de Buenos Aires

Interferometría de Radar de Apertura Sintética (InSAR) es una técnica de lateledetección activa en el rango de las microondas, que permite detectar y cuantificarpequeñas deformaciones corticales, con precisión milimétrica. Sumado a ello, la técnicapuede generar modelos topográficos, aunque con precisiones menores que lossistemas ópticos. InSAR tiene aplicaciones en el diseño, construcción y operación deobras civiles, y áreas mineras y/o petroleras. Ejemplos concretos son: control de lasdeformaciones en puentes, vías férreas y carreteras, monitoreo de subsidencia porextracción de recursos mineros e hidrocarburíferos, y generación de modelos deelevaciones para planificación de obras de ingeniería.InSAR explota la información de fase contenida en las imágenes SAR. Si bien presentavarias ventajas sobre otros sistemas de teledetección, la limitación más importanteradica en el retardo de la señal producto de variaciones espacio-temporales detemperatura, presión y humedad relativa, al momento de las adquisiciones. Esto generauna componente de error troposférico en la fase, cuya extracción es uno de los desafíosmás importantes en la comunidad científica de la materia.Este trabajo de investigación se basa en un proyecto dirigido por la Ingeniera AgrimensoraPatricia Rosell de la Universidad Juan Agustín Maza. Tiene como objetivo llevar a cabocorrecciones de ruido troposférico en Interferometría SAR. El proyecto incluye laincorporación de la herramienta TRAIN (Toolbox for Reducing Atmospheric InSAR Noise), lacual genera dos tipos de correcciones: 1) Basadas en la información de fase (lineal,exponencial); y 2) Basadas en datos auxiliares (MERIS y MODIS; y Modelos AtmosféricosERA-Interim y MERRA)La etapa actual se ha focalizado en el entrenamiento de la herramienta TRAIN mediantedatos provistos de un área piloto al Sur de la Ciudad de México, con 20 interferogramasdiferenciales Envisat ASAR entre 2004 y 2009, pre-procesados con ROI_PAC, Doris yStaMPS. Se analizaron los interferogramas diferenciales originales y los corregidos pordiferentes métodos. Son evidentes los patrones de desplazamiento y efectos troposféricos,con fuerte correlación espacial a la topografía. También se obtuvieron los mapa develocidad media de deformación, mediante la integración de los interferogramas, antes ydespués de las correcciones. Los resultados muestran una clara reducción del ruido enzonas de elevación, luego de las correspondientes correcciones.La metodología propuesta consiste en procesar imágenes COSMO SkyMed, Sentinel-1 y/oALOS Palsar de una zona de interés, lograr productos interferométricos que presenten ruidoatmosférico; y diseñar, adaptar y desarrollar algoritmos de corrección troposférica basadosen la herramienta TRAIN, e incluyendo datos de la red SIRGAS-CON, la cual permitemonitorear la variable vapor de agua, sobre América Latina. Se espera obtenerinterferogramas y mapas de velocidad media de deformación corregidos por algunos de losmétodos propuestos.La suite TRAIN (versión 3beta - 12/11/2017) incluye varios métodos de correccióntroposférica. Basado en el lenguaje Matlab, es independiente de los procesadores utilizadospara la generación de los productos InSAR. Esta característica la hace particularmenteinteresante para este proyecto de investigación en el cual se generaron interferogramasdiferenciales multi-sensor a partir de diferentes paquetes de procesamiento.