RISAT的无声承诺:用合成孔径雷达解码灾难

高分辨率物理学将微波回波转化为实时洪水情报RISAT 后的《无声承诺:用合成孔径雷达解码灾难》首先出现在《走向数据科学》上。

来源:走向数据科学

从卫星数据来看,在我看来,一艘绕地球运行数百公里的航天器实际上可以看到我所在城市被洪水淹没的街道,这对我来说是完全不可能的。洪水非常无序、肮脏,而且通常难以预测。然而,雷达卫星在过去几年变得非常敏感,算法也变得非常智能,所以现在可以监测流经房屋、田野和河岸的水。我写这篇文章是为了解释这个技巧是如何工作的。这不是完美的“人工智能+卫星=魔法”版本,而是真实的版本,从一个花了无数个夜晚看着充满噪音的SAR(合成孔径雷达)图像,试图弄清楚它们真正含义的人的角度来看。

我的核心信息:为了能够实时定位洪水并能够依赖此类地图,人们必须超越光学图像并了解 SAR 反向散射的几何形状。印度的 RISAT(雷达成像卫星)计划是一个很好的例子,说明基于物理的数据管道如何能够提供及时提供洪水情报所需的稳定性和天气独立性,这些情报可用于极端灾难的情况,例如季风季节。

SAR 数据的奇异之美和物理现象

大多数人将卫星想象为拍照设备,但 SAR 与相机有很大不同。它不记录光;事实上,它会产生自己的光。对于 RISAT 等卫星来说,这是一种主动操作,卫星向地球发送集中微波束,并记录反射回地球的极小部分能量,这称为反向散射。

为什么水看起来很黑(镜面反射效果)

干燥、粗糙的表面(植被、城市地区): 光滑的水面:

这种穿透黑暗、雨水、灰尘和烟雾的能力使得 SAR 在多云、高湿度环境下的灾难响应中具有不可替代的作用。

结论