Potencijal SAR-a u poljoprivredi

Miloš Pandžić

Istraživač pripravnik, Institut BioSens

Daljinska detekcija (EN – remote sensing; FR – télédétection; DE – Fernerkundung) je tehnika prikupljanja informacija o objektu ili nekom fenomenu bez direktnog kontakta. Datira još iz perioda izuma fotografije i prvih snimaka sačinjenih iz vazduha pomoću balona polovinom XIX veka. Tokom ovog perioda njen razvoj je bio vrlo intenzivan, pa danas postoje različite tehnike prikupljanja informacija o objektu bez direktnog kontakta (multispektralne kamere, RADAR, LiDAR, itd.). Zajedničko svim ovim tehnikama jeste to da koriste elektromagnetnu radijaciju kao način za prikupljanje podataka.

Radar sa sintetičkom aperturom (SAR) je specifična tehnika koja koristi mikrotalasnu radijaciju. U zavisnosti od dela elektromagnetnog spektra koji se koristi za snimanje, prikupljaju se različite informacije. Tako, u slučaju vegetacije, mogu se prikupljati informacije o gornjim slojevima vegetacionog pokrivača pomoću reflektovanog signala od njihovih gornjih površina i listova, ili o unutrašnjoj strukturi reflektujući signal od grana, stabala i površina ispod vegetacije. Da, radarski signal može prodirati kroz krošnje u zavisnosti od talasne dužine signala!

Slika 1. Sentinel-1 SAR mozaik Vojvodine, Srbija dana 14.08.2017. godine (obrada izvršio Institut Biosens)

Principi rada SAR-a takođe omogućavaju prodiranje signala kroz oblake, što ga čini posebno korisnim u slučajevima kada su optički snimci opstruisani oblacima. SAR senzori uglavnom imaju sopstveni izvor energije što ga svrstava u grupu aktivnih senzora i omogućava mu rad i tokom dana i tokom noći. U tom smislu, SAR je vrlo pouzdan izvor informacija.

U poljoprivredi, SAR snimci se koriste za klasifikaciju, praćenje dinamike vegetacije, prikupljanje informacija o zemljištu i vegetaciji (npr. o hrapavosti ili vlažnosti), navodnjavanje i mnoge druge primene. Kod klasifikacije useva, SAR snimci se mogu koristiti nezavisno ili u kombinaciji sa optičkim snimcima. S obzirom na to da je reflektovani signal SAR-a naročito određen samim karakteristikama senzora (npr. frekvencija, upadni ugao i polarizacija signala), kao i geometrijom biljke (veličina, oblik i orijentacija) i njenim dielektričnim osobinama (sadržaj vode u biljci), prikazanim na Slici 2., informacija dobijena pomoću SAR-a drugačija je od one dobijene pomoću optičkog senzora. Stoga, SAR pruža dodatnu i drugačiju informaciju naspram dobro utvrđenih procesa klasifikacije useva koji se zasnivaju samo na optičkim snimcima. U jednom od nedavnih projekata, koji je imao za cilj ranu i kasnu klasifikaciju useva na delu
Panonske nizije, istraživači Instituta BioSens postigli su, respektivno, tačnost klasifikacije od 75% i 90% koristeći objedinjeno SAR i optičke snimke. Ovi rezultati su bili bolji u poređenju sa razultatima postignutim korišćenjem samo jednog izvora podataka.

Slika 2. Šematski prikaz različitih uticaja na reflektovani signal (van Emmerik, Tim. (2017). Water stress detection using radar.)

Procesiranje SAR snimaka je kompleksnije nego procesiranje optičkih snimaka jer, pre svega, nije intuitivno i prijemčivo ljudskom oku, što jeste slučaj sa optičim snimcima. Ipak, važno je naučiti I razumeti tehnike SAR-a jer SAR pruža jedinstvene, vrlo korisne informacije koje ne pruža nijedan drugi senzor.

Slika 3. Istorijski prikaza SAR satelitskih misija (https://www.unavco.org/instrumentation/geophysical/imaging/sar satellites/sar-satellites.html)

Sentinel-1 SAR satelit Evropske svemirske agencije je značajno povećao interesovanje za radare kako naučne, tako i nenaučne zajednice, jer su po prvi put besplatno dostupni SAR snimci visokog kvaliteta bilo kome. Slika 3 daje istorijski prikaz satelitskih SAR misija. Iako nisu prikazani na vremenskoj liniji, važno je napomenuti da sve veću popularnost stiču mikrosateliti, pa u kontekstu SAR-a, spin-off Aalto univerziteta iz Finske ICEYE je planirao formiranje konstelacije od 18 SAR mikrosatelita.

No Comments

Sorry, the comment form is closed at this time.