ANALISIS DE DEFORMACION DEL VOLCAN DE COLIMAMEDIANTE

IMAGENES DE RADAR DE APERTURA SINTETICA

Romero-Andrade, Rosendo

Facultad de Ciencias de la Tierra y el Espacio

Universidad Autonoma de Sinaloa

correo: r.romero11@info.uas.edu.mx

Resumen

Los resultados obtenidos son basados en el analisis de

imagenes de radar de apertura sintetica. Estos indican que

existe una deformacionmenor en la base del Volcan a pesar

de la falta de informacion.

palabras clave: deformacion, radar, error medio

cuadratico.

Abstract

The results are based on image analysis of synthetic

aperture radar. These indicate that there is less strain on the

base of the volcano, notwithstanding the lack of informa-

tion.

1. Introduccion

Actualmente a nivel mundial se estan realizando

analisis de deformacion de distintas partes de la corteza te-

rrestre para describir los movimientos propios de la superfi-

cie generados por el movimiento constante de la tierra; sin

embargo el solo usar tecnicas GNSS (Global Navigation

Satellite System, por sus siglas en ingles, Sistemas de Na-

vegacion Global por Satelite), no resultan de todo efecti-

vas para zonas inaccesibles como lo son zonas volcanicas.

En base a este criterio se puede implementar imagenes en

combinacion con tecnicas indirectas geodesicas para llevar

a cabo el estudio de deformacion; no obstante el simple he-

cho de utilizar imagenes puede representar un problema, ya

que existen distintos tipos de sensores que utilizan distintas

bandas del espectro electromagnetico, que a su vez pueden

ser afectados por distintas capas de la atmosfera [1, 3]; lo

cual representa problema para monitorear Volcanes activos.

Para realizar el estudio de deformacion de zonas

volcanicas es necesario implementar imagenes de radar de

apertura sintetica, ya que al ser longitudes de onda larga

no son afectadas por cuestiones atmosfericas como lo son

los sensores que trabajan en las bandas del visible, ademas

de que la precision que se puede alcanzar se encuentra en

el orden de los centmetros, empleando un procesamien-

to supervisado [5, 2]; sin embargo, como todo analisis de

deformacion se necesitan dos imagenes en distintos anos

o epocas, las cuales deberan ser correlacionadas buscando

puntos de control sobre la superficie terrestre.

En base a lo anterior, el caracter del trabajo presenta-

do es comprender la metodologa empleada para el analisis

de imagenes de radar de apertura sintetica aplicados a estu-

dios de deformacion volcanica; no obstante se implementa

una metodologa automatica en la correlacion de vertices

de apoyo, por otro lado se aplica una metodologa manual

en la determinacion de puntos de control sobre la orto foto.

2. Area de estudio

Como se menciono en la seccion anterior (seccion 1),

el area de estudio es el Volcan de Colima; el cual se encuen-

tra ubicado en los lmites de los estados de Colima y Jalisco

en Mexico, este a su vez es uno de los mas activos de todo

el territorio mexicano; El Volcan Colima o Volcan de Fuego

se eleva a 3860 de altitud, y se localiza en la porcion oeste

del cintoruon Volcanico Trans-Mexicano (TMVB), en las

coordenadas 19 31N, 103 37W. El volcan presenta una

forma de herradura de 5km de diametro, lo cual representa

un foco de atencion para el resguardo de la poblacion que

pertenece a estados cercanos a Colima [4].

3. Metodologa

Como se menciono en la seccion 1, se utilizo una

metodologa supervisada, apoyado en el software ERDAS

2011. La metodologa fue desarrollada basada en el la figu-

ra 5, impartida en un curso de imagenes de radar de aper-

tura sintetica con coordenadas en el sistema WGS84. Una

vez visualizada la metodologa se llevo a cabo el desarrollo

donde el paso de crear puntos de correlacion se realizo de

manera automatica; sin embargo para el caso de la geoco-

dificacion fue necesario implementar 16 puntos de control

sobre la orto foto del Volcan de Colima, buscando posicio-

nar los vertices de apoyo con una estructura uniforme; las

consideraciones fueron las siguientes:

Geometra basada en una distribucion uniforme, con-

siderando colocar los vertices de la siguiente forma:

Centro.

Tres vertices, de izquierda a derecha en la parte

superior.

dos vertices, a la izquierda y derecha de los pun-

tos establecidos en la parte central.

tres vertices en la parte inferior.

ocho vertices distribuidos por la base del Volcan.

Error medio cuadratico menor a 5.

Contribucion en un umbral de 0,5 1 metro.

En base a la figura 5, establecemos la siguiente expli-

cacion:

Interferiometra:

Se aplico el modulo de inferferiometra de el

programa ERDAS 2011, que se encuentra en la

seccion del radar.

Input:

Los archivos de entrada, son basados en la ima-

gen base (orto foto) y la de cambio (radar de

apertura sintetica).

Co-registro:

En esta parte se realiza la geocodificacion,

creando los puntos de control utilizando las dos

imagenes cargadas en la parte de input, esta-

bleciendo un umbral de 0.5 a 1 metro en la con-

tribucion del error medio cuadratico a la solu-

cion de cada vertice.

Transferir:

Se le aplicaran los recortes de la ventana y el

filtro se dejo en modo automatico.

Desenvolver:

Se establecio que sera alta la variacion del te-

rreno.

Desenvolver:

Se establecio que sera alta la variacion del te-

rreno.

Lnea base:

se autorizo que la lnea base sea la actual y no

tenga un refinamiento.

Desplazamiento:

Se espera que genere imagenes georreferencia-

das con movimiento bajo y movimiento vertical.

Imagenes de salida:

El modelo generara tres imagenes:

Transferencia.

Coherencia.

Diferencial.

4. Resultados

El cambio de fase asociado al radio de longitud de la

onda, indica que en la imagen 1 y 3 el color rojizo repre-

senta una deformacion en hundimiento de aproximadamen-

te 5 centmetros para el periodo que estamos trabajando en

la parte norte al haber removido el DEM, sin embargo es

difcil describir si realmente existe una deformacion ya que

no se presenta una cubrimiento total del color sobre la base

del volcan, sin embargo la fase si fue medida a diferencia

de las demas partes. Esto implica que no puedo estimar la

velocidad de la deformacion ya que no existe una cantidad

de al menos 30 imagenes.

Para la imagen 2 se presenta una de correlacion ya

que existen pxeles aislados, o bien un efecto similar al sal

y pimienta.

5. Conclusiones

La fase no fue resuelta, y por lo tanto no se esta mi-

diendo un diferencia, por que no esta una mayor concen-

tracion pronunciada.Se hace una aproximacion con el di-

ferencial del lado de la falla. No se miden completamente

los ciclos de color. Para la parte oeste se puede inferir un

hundimiento, pero es difcil estimar ese cambio. Se estima

una deformacion de 5 centmetros aproximadamente por el

cambio de la fase hasta el color rojizo en la parte izquierda

del Volcan, lo cual representa una deformacion en la eleva-

cion; para este caso depresion.

Discusion

Es importante mencionar que el procesamiento re-

quiere la implementacion de mas de 2 imagenes para gene-

rar una solucion precisa; no obstante el establecimiento de

puntos de control requiere una buena distribucion en com-

pana de una cantidad considerable de puntos de control.

La estimacion del cambio mediante dos imagenes, genera

un error elevado, por lo cual no es recomendable y es nece-

sario realizar el estudio con un mayor numero de imagenes.

Figura 1. Imagen que representa la coherencia para el volcan deColima

Figura 2. Imagen binaria que representa la coherencia en para elvolcan de Colima

Figura 3. Imagen diferencial

Figura 4. Imagen diferencial

Figura 5. Metodologa empleada para el analisis de deformacion volcanica implementando imagenes de radar de apertura sintetica.

Referencias

[1] Teresa Nolesini. Deformations and slope instability

on stromboli volcano: Integration of gbinsar data and

analog modeling. Geomorphology, 180181(0):242

254, 2013.

[2] J.M.M. Pantoja. Ingeniera de microondas: tecnicas

experimentales. Prentice practica. Pearson Educacion,

2001.

[3] C. Salinero. Teledeteccion ambiental. Ariel ciencia.

Ariel, 2008.

[4] D. Sarocchi. Estudio Sedimentologico Del Deposi-

to de Flujo de Bloques. Monografas del Instituto de

Geofsica. UNAM, Instituto de Geofisica, 2007.

[5] N. Veneziani, F. Bovenga, and A. Refice. A wide-band

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