ESCRITO POR ADAM O'CONNOR - GERENTE SENIOR DE MARKETING DE PRODUCTOS – Capella Space
A lo largo de mi carrera en la industria geoespacial, siempre he creído que el radar de apertura sintética (SAR) tiene un enorme potencial sin explotar para resolver las necesidades del mercado: hay innumerables aplicaciones que se beneficiarían de una capacidad de observación de la Tierra durante las 24 horas del día. Existe una amplia variedad de casos de uso del mercado vertical que se benefician de las capacidades únicas de SAR, incluido el monitoreo persistente de instalaciones para defensa e inteligencia, verificación de reclamos de daños para seguros, detección de actividades ilegales para el mar, mapeo de daños por desastres naturales para ayuda humanitaria y seguridad de infraestructura. para petróleo y gas (solo por nombrar algunos). Sin embargo, la adopción de SAR siempre ha sido muy limitada en comparación con otras modalidades de teledetección, ya que las imágenes de SAR a menudo son difíciles de obtener y requieren conocimientos técnicos avanzados para interpretar o explotar los datos. Para desbloquear el valor potencial de SAR, necesitamos hacer que los datos sean más accesibles, proporcionar imágenes o productos derivados que sean más adecuados para aplicaciones del mundo real y simplificar la experiencia general del usuario.
En Capella Space, la misión es proporcionar monitoreo desde el espacio cada hora y vamos a desbloquear el valor potencial de SAR centrándonos en las siguientes competencias básicas:
- Frecuente (períodos de revisión de alta cadencia)
- Oportuna (rápida y automatizada desde el pedido hasta la entrega)
- Calidad (muy alta resolución y mejorada radiométricamente)
- Accesible (experiencia intuitiva del cliente de autoservicio)
En nuestras publicaciones de blog anteriores, hemos discutido cómo Capella Space está transformando la industria de observación de la Tierra al construir una constelación de satélites SAR avanzados e infraestructura de segmento terrestre con un conjunto de innovaciones tecnológicas. Esto, junto con nuestra asociación con Addvalue e Inmarsat, le permite a Capella proporcionar una revisión de alta cadencia, nuevas tareas de adquisición bajo demanda y los tiempos de pedido a entrega más rápidos disponibles en el mercado. Por sí solas, la revisión frecuente y la entrega rápida no tienen por sí mismas un impacto significativo, a menos que las imágenes del SAR sean de alta calidad y de fácil acceso a través del acceso en línea de autoservicio. En consecuencia, el equipo de ingeniería de Capella ha diseñado un sensor SAR que producirá imágenes satelitales de muy alta resolución (VHR) y una plataforma en línea (aplicación web + API) para explorar nuestro catálogo de archivos existente y enviar solicitudes de tareas para la adquisición de nuevas imágenes.
Estos desarrollos tecnológicos nos permiten alcanzar las competencias básicas antes mencionadas, pero los clientes no consumen tecnologías directamente; necesitan ofertas de productos listos para usar y soluciones llave en mano que ayuden a su empresa u organización a tener más éxito. En consecuencia, esta serie de publicaciones de blog de dos partes discutirá nuestros productos de datos de imágenes de SAR avanzados y nuestra plataforma intuitiva de autoservicio en línea que permitirá a nuestros clientes aumentar su productividad, rentabilidad y éxito en la misión.
A lo largo de esta publicación de blog, verá imágenes de la reciente campaña aerotransportada de Capella que sobrevoló el Área de la Bahía en California. La campaña aérea produjo una colección de conjuntos de datos simulados utilizando el mismo diseño de sensor SAR que estará en nuestros satélites (pero montado en una plataforma aérea). El sistema de radar utilizado en la campaña del Área de la Bahía es casi idéntico al sensor SAR que volará en nuestros satélites operativos. Estas imágenes SAR se han procesado con una especificación, formato, resolución, calidad y nivel de ruido que se alinea con el rendimiento esperado de nuestros sensores SAR basados en satélites.
Los satélites de Capella pueden operar en tres modos de imágenes SAR como se ilustra en el diagrama a continuación. A partir de estos modos de obtención de imágenes, ofreceremos inicialmente productos de imagen de un solo aspecto complejo (SLC) y de corrección de terreno geocodificado (GEO). El producto de imagen "SLC" proporciona tanto la amplitud como la fase de la señal de radar que es adecuada para las técnicas de procesamiento InSAR como la detección de cambio coherente (CCD). El producto de imagen "GEO" utiliza la información de magnitud para generar una imagen de reflectividad superficial que aprovecha la tecnología avanzada de múltiples miradas de Capella para obtener imágenes mejoradas radiométricamente. Los productos de imágenes SAR de Capella se entregarán en formatos de archivo estándar, como GeoTIFF y SICD optimizados para la nube, que se pueden abrir fácilmente en aplicaciones de software geoespacial GIS o ELT comunes.
Una métrica de rendimiento importante para las capacidades de obtención de imágenes de observación de la Tierra es la resolución espacial, ya que proporciona la capacidad de distinguir objetivos pequeños que están cerca unos de otros. Además, dado que los datos de SAR siempre se adquieren con una geometría de adquisición de aspecto lateral, el rendimiento de la resolución espacial no se puede caracterizar eficazmente mediante un valor de distancia único. En cambio, para el SAR hay en realidad tres dimensiones separadas que deben considerarse: rango inclinado, rango terrestre y rango transversal (que generalmente se conoce como "azimut"). Para las imágenes de SAR, la resolución espacial en cada una de estas dimensiones es casi siempre ligeramente diferente y puede variar de una imagen a otra en función de los parámetros de recopilación, como el ángulo de incidencia y el tiempo de permanencia en el área de interés.
El sistema SAR de Capella está optimizado para funcionar con un ancho de banda de transmisor de 500 MHz, que puede proporcionar una resolución de rango inclinado efectivo de 30 cm (es decir, en la dirección de propagación del microondas) para los productos de imagen del complejo de un solo vistazo (SLC). Cuando la resolución de rango inclinado se proyecta al plano de tierra, se pueden generar productos de imágenes SAR con una resolución de rango de tierra de 50 cm. Además, el diseño ágil del satélite Capella proporciona tiempos de permanencia mucho más prolongados, lo que da como resultado una resolución de azimut a escala centimétrica en la dirección de la trayectoria. Los productos de imágenes de SAR disponibles comercialmente adquiridos en el modo de foco tienen múltiples miradas para alinear la resolución del azimut con el rango del suelo a 50 cm. El producto de imagen geocodificada (GEO) resultante se cuadrícula con un tamaño de espaciado de píxeles más fino de 25 cm para retener el rendimiento de resolución del plano de tierra de 50 cm en cada dimensión.
Sin embargo, la resolución espacial es solo uno de los muchos factores de rendimiento que contribuyen a la calidad general y la usabilidad de las imágenes SAR, que se ven afectadas por una combinación de múltiples características de producción y adquisición de imágenes. La agilidad de la nave espacial de Capella permite tiempos de permanencia más largos en la misma escena que los sistemas SAR típicos. Los tiempos de permanencia más largos en nuestro modo de foco habilitan nuestra técnica mejorada de múltiples miradas, que reduce el moteado y mejora la claridad de la imagen al tiempo que conserva el rendimiento de resolución espacial. El avanzado proceso de múltiples miradas de Capella produce una resolución radiométrica mejorada con mayor sensibilidad a los cambios de brillo y menos ruido. Como se ilustra en la figura siguiente, la imagen de múltiples miradas de Capella ha mejorado la calidad y reducido el moteado, lo que mejora la interpretabilidad visual y permite una explotación automatizada novedosa que no es posible con las imágenes típicas de SAR.
Además de recopilar escenas individuales, nuestra constelación también será capaz de obtener imágenes de áreas de interés más grandes (AOI) y adquirir múltiples imágenes en la misma región con parámetros de recopilación idénticos. En consecuencia, con la visita frecuente de Capella, podremos generar pilas de imágenes temporales profundas que son ideales para la detección de cambios automatizada y las aplicaciones de aprendizaje automático de inteligencia artificial. Para permitir el desarrollo de algoritmos de aprendizaje automático que extraen automáticamente información derivada y conocimientos prácticos de los datos SAR, Capella ha contribuido con una colección de estos conjuntos de datos de campañas aéreas al desafío SpaceNet 6 centrado en el mapeo multisensor para todo clima.
En resumen, las imágenes SAR aerotransportadas en esta publicación de blog hablan por sí mismas con la resolución espacial muy alta y la calidad radiométrica excepcional que estará disponible en nuestra próxima constelación de satélites. Esta calidad incomparable, en combinación con nuestra revisión frecuente, el pedido oportuno hasta la entrega y la experiencia de usuario simplificada es la forma en que Capella planea desbloquear todo el potencial sin explotar de SAR. Si está interesado en obtener más información sobre los productos avanzados de imágenes SAR de Capella, comuníquese con nosotros, nos encantaría saber cómo nuestras soluciones pueden ayudar a su empresa u organización a tener más éxito.