Apprendiamo da una recente pubblicazione su IEEE Xplore, il successo di un team di ricercatori per misurare con precisione l'altezza degli alberi, utilizzando i dati del radar ad apertura sintetica (SAR) raccolti dal SAOCOM-1.
La costellazione SAOCOM-1, composta da due satelliti, è stata lanciata dall'agenzia spaziale argentina, nota come Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE).
Il team di ricerca, composto da Santiago Seppi della CONAE, Carlos López-Martínez della Università Politecnica di Catalogna e Jacqueline Joseau dell'Università Nazionale di Cordoba in Argentina, ha utilizzato l'approccio innovativo dell'analisi dei dati satellitari della costellazione SAOCOM per determinare l'altezza delle chiome forestali a Corrientes, in Argentina. Corrientes è una regione chiave per la produzione forestale in Argentina, che coltiva principalmente alberi di pino ed eucalipto.
Questo studio, pubblicato su IEEE Xplore, evidenzia l’enorme potenziale di SAOCOM per potenziare applicazioni innovative di dati radar ad apertura sintetica (SAR) in banda L.
La costellazione unica è di proprietà dell'agenzia spaziale argentina (CONAE) e fa parte del programma Missioni di terze parti dell'ESA. Occupa un’orbita polare sincrona con il sole e fornisce dati per supportare un’ampia gamma di applicazioni, dalle risposte ai disastri alla scienza antartica.
Santiago Seppi, autore principale dello studio e ricercatore presso CONAE, spiega: “I sistemi satellitari in banda L sono preziosi per gli scienziati perché possono penetrare nella fitta vegetazione, nel suolo e in altre strutture, fornendo informazioni che i satelliti SAR a lunghezza d’onda più corta non possono fornire – questa impressionante capacità apre molti percorsi di ricerca. Ci sono solo una manciata di sistemi in banda L in orbita e, di questi, SAOCOM offre il tasso di rivisitazione più rapido e quindi la più alta risoluzione temporale”.
Queste caratteristiche sono state fondamentali per consentire al gruppo di ricerca – che comprendeva anche Carlos López-Martínez dell’Università Politecnica della Catalogna e Jacqueline Joseau dell’Università Nazionale di Cordoba, in Argentina – di indagare sulle altezze delle foreste in Argentina.
Nell’ambito dello studio, una serie di immagini SAOCOM completamente polarimetriche sono state acquisite su Corrientes, che è una delle principali regioni forestali commerciali del paese. Questi dati, forniti direttamente dal CONAE, avevano una base temporale compresa tra 8 e 16 giorni tra ogni acquisizione.
I risultati dello studio sono stati convalidati utilizzando misurazioni sul campo ottenute sul terreno dai gestori delle foreste, nonché misurazioni dell’altezza delle chiome della missione Global Ecosystem Dynamics Investigation.
Il team ha utilizzato un approccio SAR interferometrico polarimetrico multi-baseline (PolInSAR) tratto da ricerche precedenti che utilizzavano più immagini radar con diverse linee di base spaziali e temporali per fornire stime delle altezze della chioma.
Un’analisi statistica ha dimostrato il valore di questo metodo, dimostrando che le stime dell’altezza della foresta fornite da SAOCOM si allineavano bene con le misurazioni sul campo raccolte dalle squadre sul campo.
Il coautore Carlos López-Martínez ha riassunto lo studio dicendo: “Questa ricerca fornisce nuove informazioni sulle capacità PolInSAR di SAOCOM per la mappatura dell’altezza delle foreste, con potenziali applicazioni per i gestori della silvicoltura commerciale, così come per i politici e la comunità scientifica. Oltre alla mappatura dell’altezza della chioma, SAOCOM può supportare molte altre aree di ricerca, grazie al suo insieme unico di capacità”.
Le potenziali applicazioni scientifiche e operative di SAOCOM includono la scienza del sistema Terra, la ricerca sul clima, le campagne di calibrazione e validazione, il monitoraggio di ghiaccio e ghiacciai, le applicazioni marine e la pianificazione urbana.
Gli utenti dei dati che desiderano avvalersi delle capacità di SAOCOM nella loro ricerca possono accedere gratuitamente ai dati della costellazione tramite un annuncio di opportunità di missione di terze parti dell'ESA, fornito come parte dell'iniziativa PUMAS (Promozione dell'Utilizzo e delle Applicazioni di Missione e della Scienza).
Il bando è aperto agli scienziati che lavorano presso istituti degli stati membri dell'ESA, nonché agli stati membri cooperanti e associati. Vengono accolte con favore anche proposte da parte di gruppi di ricerca congiunti europei e argentini che stanno lavorando su progetti PUMAS dedicati.
Per rispondere all'invito a presentare idee, i ricercatori principali devono presentare una proposta di progetto, che sarà valutata sia dall'ESA che dal CONAE in base ai suoi meriti scientifici e al suo allineamento con gli obiettivi del bando. L'annuncio dell'opportunità si chiuderà il 31 dicembre 2024.
Maggiori informazioni sul bando sono disponibili sulla pagina web dell'annuncio di opportunità della SAOCOM.
https://earth.esa.int/eogateway/news/how-scientists-are-unlocking-the-potential-of-saocom
Qui i riferimenti all'articolo:
S. Seppi, C. López-Martínez and M. J. Joseau, "An Assessment of SAOCOM L-Band PolInSAR Capabilities for Canopy Height Estimation: A Case Study Over Managed Forests in Argentina," in IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, vol. 17, pp. 5001-5014, 2024, doi: 10.1109/JSTARS.2024.3363435.
Abstract: This work presents the first results of canopy height mapping with L-Band SAOCOM data by means of Polarimetric SAR Interferometry (PolInSAR). For this study case, a colocated temporal series of SAOCOM fully polarimetric images covering the year 2021 was acquired, with a temporal baseline of 8 to 16 days between each acquisition. The study area corresponds to managed forests in Corrientes, Argentina, one of the main forest production regions in the country. Field measurements provided by forest owners were available in order to validate the obtained results, along with canopy height measurements from the Global Ecosystem Dynamics Investigation mission. A multi-baseline PolInSAR approach was adopted, following the methodology proposed by previous works. The results show that this multi-baseline selection approach is more appropriate than a single-baseline one, given the high variability that SAOCOM presents in the spatial baseline between acquisitions, and the lack of orbital control over this parameter. The height maps obtained over a validation site yielded an average $R^{2}$ of 0.72 and a mean $RMSE$ of 2.35 m., in agreement with the figures obtained in similar studies. This study presents, for the first time, canopy height maps of 8 and 16-day temporal baselines, L-band, orbital interferograms. The conclusions yielded by this research represent a qualitative and quantitative evaluation of SAOCOM PolInSAR capabilities for forest height mapping. It is also relevant to assess the suitability of the RVoG model to characterize the structure of these forests with L-band data retrieved by the Argentinean constellation.
URL: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=10423776&isnumber=10330207
