O Radar de Abertura Sintética, ou SAR, é uma tecnologia incrível usada para criar imagens detalhadas da Terra
Ele funciona tanto de dia quanto de noite e não se importa com o clima – chuva, nuvens ou sol, ele consegue “enxergar” tudo do mesmo jeito.
O que é o SAR?
O SAR é um tipo de radar que envia ondas de energia em direção à Terra e depois capta o que “volta” após essas ondas baterem em coisas como montanhas, florestas, rios ou até o gelo. Diferente das câmeras normais, que dependem da luz do sol para tirar fotos, o SAR cria suas próprias imagens usando essas ondas de energia. Por isso, ele é ótimo para estudar lugares como a Antártida (para ver icebergs), acompanhar derramamentos de óleo em pântanos ou mapear áreas úmidas, como as do Alasca.
Por que “sintético”?
O nome “sintético” vem de uma ideia bem esperta. Para fazer imagens bem nítidas com um radar, você precisaria de uma antena gigante – imagine uma antena de mais de 4 mil metros, maior que dezenas de campos de futebol juntos! Isso é impossível de colocar num satélite. Então, os cientistas inventaram um jeito de usar uma antena pequena, mas combinando várias medições dela enquanto o satélite se move. É como se eles “fingissem” ter uma antena enorme, o que dá imagens superdetalhadas.
Como o SAR mede as coisas?
O SAR calcula a distância entre o satélite e o chão medindo quanto tempo as ondas levam para ir e voltar. Essa distância é chamada de “faixa inclinada”. Quando projetada no solo, ela vira a “faixa do solo”. O caminho que o satélite segue é chamado de “direção de voo” ou “azimute”, e a direção perpendicular a esse caminho é a “direção de alcance”.
Dois ângulos importantes são
– Ângulo de aparência: o ângulo entre o radar e o ponto mais baixo abaixo dele (chamado nadir).
– Ângulo de incidência: o ângulo entre o sinal do radar e a superfície do terreno.
– Esses ângulos ajudam a entender como as ondas “batem” no chão e voltam, o que pode criar sombras ou áreas escuras nas imagens, dependendo do tipo de terreno.
Frequência e comprimento de onda: o que isso significa?
Diferente de câmeras comuns, que captam luz visível ou infravermelha, o SAR usa ondas mais longas, medidas em centímetros ou metros. Isso permite que ele “veja” através de nuvens ou até de copas de árvores. Essas ondas são divididas em “bandas”, como X, C, L e P, cada uma com um tamanho diferente:
– Banda X (3 cm): só “vê” o topo das árvores.
– Banda L (23 cm): consegue “entrar” mais nas florestas e ver galhos e troncos.
O tamanho da onda muda o que o radar consegue captar. Por exemplo, ondas maiores penetram mais fundo em florestas, solos ou até gelo. Isso é tão útil que cientistas já usaram o SAR para encontrar cidades antigas escondidas sob areia ou vegetação!
Polarização – como as ondas “dançam”
As ondas do SAR podem ser enviadas e recebidas em direções diferentes, como horizontal (H) ou vertical (V). Isso é chamado de polarização. Por exemplo:
– HH: onda enviada e recebida na horizontal.
– VH: enviada na vertical e recebida na horizontal.
Essas combinações mostram coisas diferentes
– Solo ou água reflete mais em VV.
– Folhas e galhos aparecem melhor em VH ou HV.
– Construções ou troncos refletem bem em HH.
O tipo de onda (curta ou longa) também muda o que se vê, porque ondas maiores “entram” mais fundo no terreno.
Resolução e “chuvisco”
A resolução é o quanto o radar consegue separar coisas pequenas no chão. Quanto melhor a resolução, mais detalhes aparecem. Mas às vezes as imagens têm um “chuvisco” (chamado speckle), que é como um ruído causado por objetos muito pequenos que o radar não separa bem. Esse chuvisco pode ser reduzido com técnicas especiais.
Interferometria – medindo mudanças
O SAR também pode medir mudanças no terreno com uma técnica chamada InSAR. Comparando duas imagens do mesmo lugar em momentos diferentes, ele detecta se o chão subiu ou desceu – às vezes com precisão de centímetros! Isso é usado para estudar terremotos ou vulcões.
Onde estão os dados?
Existem vários satélites com SAR, como o Sentinel-1 e o RADARSAT, que fornecem dados para cientistas e pesquisadores. Alguns lugares, como o Alaska Satellite Facility, até oferecem imagens já prontas para usar, sem precisar de muito trabalho extra.
Resumindo, o SAR é como um superolho no céu: ele vê o que câmeras normais não conseguem, cria imagens detalhadas e ajuda a entender melhor o nosso planeta, desde florestas até ruínas escondidas!
A tabela abaixo observa as bandas SAR com sua frequência e comprimento de onda associados, juntamente com aplicações típicas para essa banda.
Disponibilidade de Dados
| Software | Developer | Analysis Type | Applicable Platforms |
|---|---|---|---|
| Sentinel Application Platform (SNAP) Sentinel 1 Toolbox (S1TBX) |
ESA (European Space Agency) | A graphical user interface (GUI) used for both polarimetric and interferometric processing of SAR data. Start to finish processing includes algorithms for calibration, speckle filtering, coregistration, orthorectification, mosaicking, and data conversion. |
|
| pyroSAR | John Truckenbrodt, Friedrich-Schiller-University Jena / Deutsches Zentrum German Aerospace Center |
A Python framework for large-scale SAR satellite data processing that can access GAMMA and SNAP processing capabilities. Specializes in the handling of acquisition metadata, formatting of preprocessed data for further analysis, and options for exporting data to Data Cube. | Sentinel and various past and present satellite platforms |
| Generic Mapping Tools Synthetic Aperture Radar (GMTSAR) |
ConocoPhillips, Scripps Institution of Oceanography, and San Diego State University | GMTSAR adds interferometric processing capabilities to Generic Mapping Tools (GMT), command line tools used to manipulate geographic data and create maps. GMTSAR includes two main processors: 1. an InSAR processor that can focus and align stacks of images, maps topography into phase, conducts phase unwrapping, and forms complex interferograms, and 2. a postprocessor to filter the interferogram and create coherence, phase gradient, and line-of-sight displacement products. |
|
| Delft object-oriented radar interferometric software (DORIS) |
Delft University of Technology | Interferometric processing from single look complex (SLC) to complex interferogram and coherence map. Includes geocoding capability, but does not include phase unwrapping. | Single Look Complex data from ERS, ENVISAT, JERS, RADARSAT |
| Statistical-Cost, Network-Flow Algorithm for Phase Unwrapping (SNAPHU) | Stanford Radar Interferometry Research Group | Software written in C that runs on most Unix/Linux platforms. Used for phase unwrapping (an interferometric process). The SNAPHU algorithm has been incorporated into other SAR processing software, including ISCE. | Input data is interferogram formatted as a raster, with single-precision (float, real*4, or complex*8) floating-point data types |
| Hybrid Pluggable Processing Pipeline (HyP3) |
Alaska Satellite Facility | Online interface for InSAR processing, including steps such as phase unwrapping (using the Minimum Cost Flow algorithm). Includes access to some GAMMA and ISCE processing capabilities for interferometry. Also includes Radiometric Terrain Correction (RTC) and change detection tools. | Dependent on process |
| InSAR Scientific Computing Environment (ISCE) |
NASA’s Jet Propulsion Laboratory and Stanford University | Interferometric processing packaged as Python modules. Interferometric processing from raw or SLC to complex interferogram and coherence map. Includes geocoding, phase unwrapping, filtering, and more. |
|
| MapReady | Alaska Satellite Facility | A GUI used to terrain-correct, geocode, and apply polarimetric decompositions to multi-polarimetric SAR (PolSAR) data. | ALOS Palsar and other older datasets in ASF’s catalog (SNAP S1TBX recommended for Sentinel-1 datasets) |
| Python Radar Analysis Tools (PyRat) |
Andreas Reigber | A GUI implemented in Python for post-processing of both airborne and space-based SAR imagery. Includes various filters, geometrical transformations and capabilities for both interferometric and polarimetric processing. | Airborne and space-based SAR data |
| Polarimetric SAR data Processing and Education Toolbox (PolSARpro) |
ESA | A GUI for high-level polarimetric processing. Includes analysis capabilities for PolSAR, PolinSAR, PolTomoSAR, and PolTimeSAR data, including functionalities such as elliptical polarimetric basis transformations, speckle filters, decompositions, parameter estimation, and classification/segmentation. Includes a fully polarimetric coherent SAR scattering and imaging simulator for forest and ground surfaces. |
Supports upcoming missions:
|
A tabela abaixo lista os instrumentos SAR que têm ou estão atualmente produzindo dados, bem como os parâmetros de dados.
| Band | Frequency | Wavelength | Typical Application |
|---|---|---|---|
| Ka | 27-40 GHz | 1.1-0.8 cm | Rarely used |
| K | 18-27 GHz | 1.7-1.1 cm | Rarely used |
| Ku | 12-18 GHz | 2.4-1.7 cm | Rarely used |
| X | 8-12 GHz | 3.8-2.4 cm | High resolution SAR (urban monitoring,; ice and snow, little penetration into vegetation cover; fast coherence decay in vegetated areas) |
| C | 4-8 GHz | 7.5-3.8 cm | SAR Workhorse (global mapping, change detection, monitoring of areas with low to moderate penetration, higher coherence); ice, ocean, maritime navigation |
| S | 2-4 GHz | 15-7.5 cm | Increasing use for SAR-based Earth observation and agriculture monitoring (NISAR will carry an S-band channel; expends C-band applications to higher vegetation density) |
| L | 1-2 GHz | 30-15 cm | Medium resolution SAR (geophysical monitoring, biomass and vegetation mapping, high penetration, interferometric SAR [InSAR]) |
| P | 0.3-1 GHz | 100-30 cm | Biomass, vegetation mapping, and assessment. Experimental SAR band. |
Publicado em 02/04/2025 04h29
Texto adaptado por IA (ChatGPT / Gemini) do original em inglês. Imagens de bibliotecas públicas de imagens ou créditos na legenda. Informações sobre DOI, autor e instituição encontram-se no corpo do artigo.
Artigo referencia:
| Geoprocessamento Sistemas para drones HPC |
| Sistemas ERP e CRM Sistemas mobile IA |