Prodotti di Livello superiore

Prodotti mosaico

La mosaicatura (Mosaicking) è la possibilità di assemblare prodotti L1B, immagini o bande geocodificate, oppure immagini DEM in una griglia comune, in modo da ottenere una mappa a larga scala. Quando si assemblano immagini geocodificate, produrre un mosaico è un processo relativamente semplice. Tuttavia, le immagini che devono essere riunite generalmente non si accoppiano perfettamente: sono presenti sovrapposizioni tra immagini attigue, o spazi (gap). Di qui, la necessità di mescolare questi dati insieme (con un adeguato cambiamento sulle zone di sovrapposizione), e scegliere quale parte deve essere eliminata, o come colmare i gap. Al fine di ottenere mosaici con lo stesso livello di risoluzione dei dati di partenza, nessun processo di sottocampionamento deve essere applicato alle immagini di input del mosaico: in questo modo la combinazione di vaste zone con un'alta risoluzione genera dei prodotti molto grandi. Tuttavia, è possibile definire un prodotto di mosaicatura con una superficie molto grande (ad esempio, la superficie d' uno stato intero), a condizione che le immagini in input vengano sottocampionate prima di essere unite. Dei mosaici possono essere generati a partire di prodotti di livello L1B o L1C o L1D ed anche dal DEM (e dalla carta d' errore d'altitudine associata) e possono avere origine a partire da prodotti acquisiti in modi sia simili sia diversi. In caso di mosaicatura di immagini del livello 1B, il mosaico risultante è mantenuto nella stessa proiezione al suolo di range/azimut. Unendo prodotti geocodificati (L1C, L1D, DEM), i tile di input al mosaico devono condividere le seguenti caratteristiche:

proiezione cartografica (UTM come UPS)
la zona di proiezione
l' elissoide e i dati di riferimento (datum)

e la proiezione del mosaico dipende dalla proiezione dei prodotti d’input. La relazione tra i tile d’input e la risoluzione del prodotto output è determinata dalla strategia di mosaicatura, che può essere scelta fra:

Default
Su richiesta

INel primo caso, la risoluzione è la stessa del tile con con la risoluzione minore (es. Il valore più grande) per prodotti d’ingresso L1B, L1C, L1D, mentre avviene l’opposto (immagini con una risoluzione minore sono interpolate con la migliore griglia) quando è usato in ingresso un DEM. Nel secondo caso, la risoluzione può essere scelta quando un multiplo della risoluzione dei prodotti in input copre la risoluzione dei tile. Riunendo immagini del livello L1B, potrebbe verificarsi una delle circostanze seguenti:

tile acquisiti durante lo stesso passaggio di satellite e con lo stesso coefficiente di utilizzo dello strumento;
tile derivanti dal processo di co-registrazione;
tile acquisiti sulla stessa orbita o track nominae (non nello stesso passaggio del satellite, cioè in momenti diversi) ma con diversi angoli off-nadir;
tile generici, acquisiti su diverse tracce (tracks), strisce (swaths), angoli d’inquadratura (look side) ed direzione delle orbite.

Nei casi 1 e 2, poiché i tile d’ingresso condividono lo stesso azimut e griglia, il processo d'assemblaggio è simile a ciò che abbiamo esposto per i prodotti geocodificati. Nei casi 3 e 4, è richiesto di fare mosaicatura fra scene che potrebbero essere caratterizzate da diversi angoli d' orientamento; in tal caso, dopo avere identificato il tile principale (l' azimut e il range delle direzioni del mosaico risultante devono essere riferiti), i tile secondari (slaves) sono ricondotti alla stessa griglia di quello principale da un approccio approssimativo basato sulla correlazione all' orbita principale e sulla derivazione e l'applicazione di modello di curvatura (warp); tale approccio sarò consentito soltanto nell’ipotesi che i tile d’input siano stati trattati con dati orbitali derivati dal servizio POD (quindi, non trasformati con vettori di stato inclusi nei dati RAW). Infine, il processo di mosaicatura è completato applicando il cambiamento (feathering) sulle zone di sovrapposizione. Comunque il feathering è un parametro configurabile del file di richiesta di processamento (Processing Request File) e può essere disabilitato durante le attività di CalVal. Nel caso di mosaicatura di GTC, soltanto l' immagine SAR è inclusa nel prodotto risultante, cioè lo strato GIM non è mosaicato. Nel caso di mosaicatura di DTM, la HEM mosaicata è anche inclusa nel prodotto risultante.

Prodotti filtrati dallo Speckle

Il prodotto di livello superiore filtrato dallo speckle migliora la risoluzione radiometrica delle immagini SAR tramite la riduzione intrinseca “del rumore„ (moltiplicativo) delle macchie. Lo Speckle è “un rumore„ moltiplicativo, che è caratteristico dei sistemi logici di formazione delle immagini (come il SAR), e che si manifesta nell'immagine come la disposizione apparentemente casuale dei pixel che sono o notevolmente luminosi o molto scuri. In realtà la macchiolina è un effetto elettromagnetico reale che proviene dall'interferenza costruttiva o distruttiva (all'interno di una cellula di risoluzione) dei ritorni multipli di radiazione elettromagnetica coerente. Il filtro dello spleckle prova a far fronte a una qualsiasi applicazione che potrebbe beneficiare di una soppressione del rumore dello speckle, migliorando la risoluzione radiometrica delle immagini SAR standard, permettendo pertanto una migliore valutazione delle quantità radiometriche e riducendo almeno, per quanto possibile, gli effetti secondari (deterioramento della risoluzione spaziale, manufatti, alterazione degli objects). Come tale, il prodotto filtrato dallo spleckle è derivato dal post trattamento dei prodotti SAR standard di livello L1A o L1B. Il prodotto filtrato è formalmente equivalente ad un prodotto standard L1B e può essere ancora trattato dalla catena standard SAR. Sono consentiti molti tipi di filtri, appartenenti a diverse classi (Non Adaptive, MMSE Adaptive, MAP, morfologici). I prodotti filtrati possono essere prodotti a partire dai prodotti di livello L1B e quindi generano un prodotto dello stesso livello.

Prodotti interferometrici

L' interferometria SAR è una tecnica di formazione d'immagine per misurare la topografia della superficie e dei suoi cambiamenti nel tempo. Un interferometro radar è realizzato riportando i segnali di due antenne distinte nello spazio; la separazione delle due antenne si chiama “la linea di base„ (baseline). La costellazione di COSMO-SkyMed può essere usata per le applicazioni interferometriche, per la produzione delle immagini SAR tridimansionali combinando due immagini radar dello stesso punto al suolo, una delle quali è la principale (master), l' altra è la secondaria (slave); le immagini sono ottenute a partire da angoli d' incidenza leggermente diversi. La costellazione di COSMO-SkyMed offre due diverse opportunità per realizzare la linea di base interferometrica, cioè:

la configurazione “tandem-like„ d' interferometria (c. - a. " one-day" messa in fase relativa tra le coppie satelliti),
la configurazione d’interferometria “tandem„ (c. - a. due satelliti che volano in prossimità)

In sé, i prodotti interférométriques sono derivati trattando dei dati SAR di livello 1A SAR CO-Enregistrées, acquisito in una n' importa quale modalità d' aquisition (eccetto il ping-pong), per produrre in modo automatico le classi di prodotto seguenti:

la fase interferometrica wrapped (e lo strato allegato che comprende la fase di demodulazione prevista sul terreno piatto) di due immagini SAR di livello L1A co-registrate;
la mappa di coerenza.

Esistono acune limitazioni nella generazione dei prodotti interferometrici, ad esempio i prodotti polarimetrici o i prodotti aventi diverse polarizzazioni in ricezione/trasmissione (trasmit-receive polarizations), o dei prodotti acquisiti su vari sub-swaths o angolo di ripresa (look side) o diversa direzione orbitale.

Prodotti Coregistrati

Due diverse immagini che coprono la steaa area possono essere rese sovrapponibili tramite il meccanismo della coregistrazione; si tratta di un processo di allineamento delle due immagini, una principale (master) e l’altra secondaria (slave). Il procedimento fa si che l’una si adatti perfettamente sull’altra senza aggiunta di artefatti nella intensità o nei componenti di fase dell’immagine. Le immagini di input vengono co-registrate utilizzando l’immagine principale (master) come riferimento. Le immagini co-registrate possono essere riprese da:

illuminazioni simultanee della stessa scena a frequenze differenti (immagini multi-frequenza);
acquisizioni prese in tempi diversi utilizzando sensori diversi;
multipli passaggi dello stesso satellite (immagini multi-temporali).

In generale, le immagini hanno geometria diversa, quindi per poterle sovrapporre, l’immagine secondaria (slave) deve essere ri-campionata sulla geometria dell’immagine principale (master). Le immagini possono sovrapporsi completamente o solo parzialmente, ed inoltre si possono co-registrare contemporaneamente anche più di due immagini.
Il processo di co-registrazione genera tanta immagini di ooutput quante sono le immagini in input: una immagine “master” e un certo numero di immagini “slave” in input generano infatti una immagine “master” co-registrata e lo stesso numero di immagini “slave” co-registrate. Il tipo delle immagini viene preservato: immagini di input di tipo reale o complesso danno origine a immagini di coregistrate rispettivamente di tipo reale o complesso. Allo stesso modo, prodotti di più alto livello co-registrati sono derivati da una qualsiasi modalità di acquisizione e da una post-processing di dati SAR di livello 1A (immagini di tipo complesso) o di livello 1B (immagini di tipo reale) e generano rispettivamente un prodotto co-registrato complesso o reale.
I prodotti co-registrati possono essere ulteriormente elaborati tramite la sequenza di elaborazioni SAR standard. La co-registrazione di due generici prodotti immagine acquisiti da uno o più satelliti, non puo’ può essere effettuata per immagini riprese in qualsiasi condizione di acquisizione. Al contrario, la coregistrazione è soggetta ad alcuni vincoli. Alcuni esempi di tali vincoli sono:

le immagini devono essere acquisite con la stessa modalità;
le immagini devono essere acquisite con lo stesso lato di ripresa e direzione orbitale;
in caso di prodotti 1A le immagini devono essere acquisite cono lo stesso sotto-swath (cioè con la stessa area).

Prodotti DEM

I prodotti di tipo DEM (Modello Digitale del Terreno) sono derivati in maniera automatica tramite elaborazioni intrerferometriche di prodotti SAR di livello 1A co-registrati, acquisiti tramite qualsiasi modalità eccetto la Polarometrica (cioè “ping-pong”). I prodotti DEM consistono in una mappa ellissoidale delle quote e nella corrispondente mappa degli errori associata. Gli attributi che definiscono I prodotti DEM sono derivati da una coppia di immagini SAR, con alcune modifiche sostanziali (es. dovute al cambiamento di proiezione dell’immagine). Il prodotto DEM viene presentato in sistema di coordinate UTM/UPS con ellissoide WGS84, diverso dalla geometria di input (slant-range).
Nel caso di un prodotto DEM generato da una coppia interferometrica ScanSAR, l’output viene presentato in un singolo layer che ha i raggi elementari mosaicati nella direzione del range. Gli stessi vincoli già illustrati per I prodotti interferometrici esistono anche nella generazione dei prodotti DEM.
Il DEM e la Error Map sono rappresentati nella stessa geometria, con stessa dimensione del pixel e delle stesse dimensioni. Le principali caratteristiche del DEM sono l’accuratezza verticale, l’accuratezza orizzontale, e il posting (o posizionamento, come mostrato nelle tabelle successive). Le accuratezze sono fortemente dipendenti dal valore di coerenza, dalla configurazione geometrica dell’acquisizione e della scena, e dalla qualità dei punti di controllo di input (Ground Control Points) utilizzati durante la calibrazione geometrica. Per questa ragione le tabelle mostrano due gruppi di valori:

Accuratezze relative: errori in assenza di qualsiasi calibrazione, effettiva quota sconosciuta;
Accuratezze assolute: errori effettivi rispetto una specifica baseline (linea di base), angolo di incidenza, pendenza del terreno, disponibilità dei punti di controllo a terra (GCPs).