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FUNDAMENTOS DA POLARIMETRIA E DA CALIBRAÇÃO SAR topografia local da área imageada. A relação, também conhecida como equação radar, entre a potência transmitida ( P t ) e recebida ( P r ) pelo radar é dada por (VAN ZYL et al., 1993): onde ( γ) t P 2 Gt ( γ ) Gr ( γ ) 3 2 2 ( 4π ) R R ( R γ ) P λ K , σ σ t 0 0 r = Agr ⇒ = , (2.23 ) A r t gr G e G ( γ) representam o ganho da antena de recepção e transmissão, r respectivamente, para um ângulo de visada γ , e t R e R r representam as distância do espalhador de área A gr até a antena de recepção e transmissão, respectivamente. As distâncias R j na direção radial são medidas pelo radar com grande acurácia, enquanto que o ângulo γ é calculado com base na altitude da plataforma, considerando- se um plano de referência, e na suposição que a superfície terrestre é plana (sistema aerotransportado) ou esférica (sistema orbital), desprezando-se a topografia local, o que introduz erros no cálculo da função ( R, γ) K . Além disso, o cálculo da área A gr do espalhador, projetada no terreno, é baseado no ângulo de incidência θ, que por sua vez é calculado com base na aproximação obtida para o ângulo de visada γ . Portanto, o valor da seção cruzada do espalhador normalizada 0 σ , obtido após o processamento SAR, conterá erros induzidos pela geometria local de espalhamento, que pode ultrapassar em vários decibéis o valor desejado de ± 0,5-1,0 decibéis (BROWN et al., 1993). Para compensar eventuais distorções da função ( R, γ) K e da área efetiva A gr , emprega-se o modelo digital de elevação da área imageada, considerando-se a declividade local do espalhador, além do processo de correção do padrão da antena, conforme descrito na Seção 2.5.1. É importante destacar que, devido a pequenas diferenças nos padrões de ganho das antenas de um sistema SAR polarimétrico, os erros devido à topografia serão dependentes da polarização e afetarão a calibração relativa entre os canais de polarização. Segundo Van Zyl et al. (1993), devido à altitude da plataforma ser muito Dezembro/2008 58/74
FUNDAMENTOS DA POLARIMETRIA E DA CALIBRAÇÃO SAR maior que as altitudes topográficas, é esperado que os erros percentuais causados, na maior parte do tempo, ao ângulo de visada do radar, não sejam o principal problema para os sistemas SAR orbitais. Entretanto, para os sistemas SAR aerotransportados, especialmente em regiões de moderada a alta movimentação do terreno, os erros devido à declividade podem chegar a vários decibéis, e dependendo da aplicação dos dados SAR, estes precisam ser corrigidos. Maiores detalhes a respeito da correção do erro de estimativa da área do espalhador, induzido pela topografia da região de imageamento, podem ser obtidos em Van Zyl et al. (1993) e Ulander (1996), que têm por base a extração da declividade a partir de modelos digitais de elevação (MDE) e na técnica de interferometria SAR, respectivamente, ou ainda em Luckman (1998a, b). 2.5.3.2 Correção do ângulo de Orientação de Polarização Quando um sistema PolSAR realiza o imageamento de uma superfície horizontal, a componente horizontal do vetor campo elétrico é paralela à superfície. Entretanto, para uma superfície inclinada, a componente horizontal não é paralela à superfície. Conseqüentemente, as componentes da matriz de espalhamento serão afetadas pela rampa de inclinação da superfície imageada. A rotação induzida pela inclinação da rampa sobre o ângulo de orientação de polarização (Seção 1.1.1) pode ser entendida como uma rotação na base de polarização ( h, v) r r em relação à linha de visada do radar, semelhante a rotação de Faraday (Figura 2.3), onde a componente horizontal espalhada se torna paralela a superfície inclinada. A correção envolve a rotação da matriz de espalhamento observada em torno da linha de visada por um valor negativo do ângulo de orientação de polarização induzido. Existem duas maneiras de corrigir essa rotação: a primeira, que tem uma acurácia maior, é baseada na informação de declividade extraída de MDE (LEE et al., 2000), e a segunda, que será abordada a seguir, é baseada na estimativa do ângulo de rotação de orientação a partir dos próprios dados PolSAR. Dezembro/2008 59/74
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