2つの科学衛星SENTINEL-1からのオープンデータ分析を使用したレーダー識別方法としてのX字型マーク





GISアナリストのHarel Danは、SENTINEL-1衛星から取得した画像のデータベースを操作しているときに誤ってノイズレベルを調整すると、突然世界中に多くの色のX字形のマークが現れたと指摘しました。



この記事のレーダーの下には、フェーズドアンテナアレイを備えたレーダー追跡ステーションが記載されています。



SENTINEL-1衛星コンステレーションには、Sentinel-1A衛星(2014年4月3日打ち上げ)およびSentinel-1B衛星(2016年4月25日)が含まれます。 各衛星の質​​量は2300キログラムで、高度690キロメートルの太陽同期軌道に投入されます。







リモートセンシング用の衛星には、光学とレーダーの2つの主要なタイプがあります。 各タイプは、開口、軌道、および範囲に基づいてサブカテゴリにさらに細分化できます。 現在、最も使用されているそのようなシステムの1つは、Sentinel-1、S1A、およびS1B星座からの衛星のペアを使用したコペルニクスと呼ばれる欧州宇宙機関(ESA)プログラムの段階の実装です。せいぜい。



短い更新時間で高解像度のデータを取得し、これらの衛星からのデータへのオープンアクセスを提供するこの方法は、緊急時の対応、海洋および水生環境の監視( 洪水でも )を含む科学研究の多くの分野で重要な役割を果たしています。土地被覆分析と農業支援、森林火災評価と都市計画。



衛星データは、 Copernicus Open Data HubSentinel EO BrowserGoogle Earth Engineなど、多くのプラットフォームで自由にダウンロードして分析できます。



Sentinel-1ミッションは、2つの同一の衛星Sentinel-1AとSentinel-1Bの複合体に基づいて実装され、地球の周りで互いに180度離れて周回します。 これらの衛星を使用すると、地球の表面をグローバルにカバーし、コペルニクスプログラムのユーザー向けに最適化されたデータを配信することができます。





雲やほこりからの干渉によって光学画像のデータに歪みが生じる可能性があることを考慮し、レーダー画像のデータを活用して、水蒸気やその他の固体粒子をほとんど「見る」ことができます。 一方、レーダー画像からのデータは、地上にあり同じ波長で送信される他のソースからの干渉により歪む場合があります。



Sentinel-1のデータを分析する場合、画像にさまざまな種類の干渉、閃光、乱流、斑点、波が発生するため、複数の画像のデータを結合およびフィルター処理して、より鮮明な画像を作成し、すべてではないとしても一部のノイズを補正する必要があります。



Sentinel-Hub EO Browserのフラッシュ、渦巻き、斑点、波、スクリーンショット:







画像内のこれらのアーティファクトは、より強力な逆パルスからの干渉の結果です。 それらは異なる偏光、サイズ、場所を持っていますが、衛星の飛行方向に垂直な主角を常に持っているので、衛星からのデータでは、画像は軌道の種類に基づいて2つの異なる傾斜角を持ちます。







上記の2つの段落で、画像処理またはマルチタイム分析によってノイズのほとんどを除去できることを説明しました。この場合、画像内のピクセルごとに最低値が選択されます。 Google Earth Engineでそのような偉業を成し遂げようとしたときに、誤って最大値を選択しましたが、結果は驚くべきものでした。



偏光VHとVVの組み合わせを表示すると、これらのラインは、昇順および降順の軌道干渉の重なりの結果であり、順次収束します。







これは何?



SENTINEL-1機器には5.405 GHzの周波数で動作するC-SAR機器(SAR-開口レーダー合成に使用)が含まれており、地球上で使用される軍事周波数(空中および海軍レーダーシステム-5.250 -5.850 GHz、フェーズドアレイ付きレーダーを含む)。 したがって、私の作業仮説は、SENTINEL-1からのデータに一種の地上介入があるということです。



したがって、これらのアーティファクトが表示されるマップ上の世界のどこでも、特別なレーダー機器やその他の早期警報システムの位置を示すことができます。



私の分析の正確性の確認は、他のGEOINTアナリストから得られます。



以下に例を示します。











GEEのスクリプトにリンクます。



GEEアカウントを持っていない場合、結果はGEE Appsから入手できます



スクリプトは、画像の特定の時間間隔を比較し、必要なフィルターを実行して結果を表示します。 時間間隔が長いほど、結果に「ノイズ」が追加され、線の収束がより明確になります。



理論的には、時間間隔を制限してさらに画像を分析すると、画像上で収束が現れたり消えたりした時間に基づいて、より正確な線の交点をキャッチすることができますが、これには数日かかる場合があります。



結論:Google Earthが何らかの方法でGISを民主化し、約15年前に航空写真を一般公開したように、EO(地球観測データ)データの民主化とアクセスが容易になっています。 それでも、企業、組織、および国がこのような新しい現実に適応することは不可欠です。これは、チェアレベルでアナリストに単純に開示できない特定の機密情報に関連するエリアおよびエリアで特に重要です。



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