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Especificaciones del servicio de Mapeo de Extensión de Inundaciones basado en SAR (SAR-FEM)

Versión en inglés aquí

Descripción del servicio

El servicio de Mapeo de Extensión de Inundaciones basado en SAR (SAR-FEM) bajo demanda se centra en la detección de inundaciones de un solo evento, lo que implica la identificación y el mapeo de la extensión de la inundación relacionada con un evento específico, generalmente definido por una fecha de inicio y un período de observación, utilizando datos satelitales de Radar de Apertura Sintética (SAR). En cuanto a productos geofísicos, el servicio SAR-FEM genera a demanda un mapa de la extensión de la inundación de un solo evento.

Figura 1

Figura 1: Esquema del Procedimiento Operativo Estándar del servicio SAR-FEM.

Este servicio explota una cadena de procesamiento que utiliza datos SAR (ver Figura 3) y se enfoca en la detección de áreas inundadas a partir de un par de imágenes Sentinel-1 basadas en el algoritmo AUTOmatic Water Areas Detector (AUTOWADE)1,2,3. El usuario especifica un área de interés y establece la fecha de inicio del evento de inundación. El servicio busca automáticamente pares de imágenes Sentinel-1 antes y después del evento con la misma geometría y órbita relativa que cubren el AOI. El algoritmo también usa como entrada un extracto del mapa de cobertura terrestre de la ESA y del DEM de Copernicus que se utilizan para mejorar la calidad de la sdetección de la extensión de la inundación. El resultado es un mapa booleano que representa píxeles inundados (1) y no inundados (0).

Figura 4

Figura 2: Ejemplo de mapa de extensión de inundación derivado de S1 para la región de La Mojana en Colombia (fecha Mayo 2024).

Flujo de trabajo

El esquema mostrado en la Figura 3 en esta sección describe el flujo de trabajo de alto nivel del servicio SAR-FEM.

Figura 3

Figura 3: Flujo de trabajo del servicio SAR-FEM.

A continuación, se detallan los pasos de la cadena descrita en el flujo de trabajo SAR-FEM.

  • Selección del usuario: componente de la plataforma donde los usuarios configuran los parámetros para la ejecución del servicio,

  • s1_grd_preprocess: módulos de preprocesamiento estándar para obtener imágenes de intensidad sigma nought calibradas, corregidas y proyectadas de Sentinel-1 en dB,

  • autowade_s1: algoritmos de CIMA para detección de cambios (Sentinel-1), que se ejecutan sobre todos los mosaicos de Sentinel que encajan en el AOI,

  • s1_fe_postprocessor: módulos de procesamiento de imágenes para resolver ruido, efectos de borde y otros problemas que puedan afectar el resultado final,

  • fe_result_postproc: módulo de procesamiento de imágenes del resultado final de la extensión de la inundación,

  • Stage-out: puntos finales del servicio para almacenar y visualizar los resultados.

Entrada

Las siguientes entradas son necesarias para ejecutar el servicio SAR-FEM:

  • Una lista de pares Sentinel-1 GRD adquiridos antes y después de la fecha del evento que intersectan el AOI (los fragmentos S1 GRD son seleccionados y calibrados automáticamente por el servicio),

  • Una lista de mosaicos COP-DEM4 que intersectan el AOI (estos son ingeridos automáticamente por el servicio),

  • Una lista de mosaicos ESA World Cover 20215 que intersectan el AOI (estos son ingeridos automáticamente por el servicio).

Parámetros

La Tabla 1 describe los parámetros necesarios para ejecutar el servicio SAR-FEM.

Parámetro Descripción Requerido Valor por defecto
Área de Interés Área de interés a ser cubierta por el servicio en WKT (por ejemplo, extensión de un distrito en Colombia) SÍ
Fecha del Evento (Día) Fecha del evento que se usará para buscar datos Sentinel-1 GRD antes y después del evento SÍ
Tabla 1 - Parámetros del servicio SAR-FEM.

Salida

El servicio SAR-FEM genera un Mapa de Extensión de Inundación Basado en SAR de un solo evento de inundación. Las especificaciones del producto son:

  • Definición: extensión de inundación como un ráster clasificado con los siguientes valores: 0: Sin inundación, 1: Píxeles enmascarados, 2: Agua permanente, 3: Agua de inundación. Solo las clases "permanente" e "inundada" se mostrarán en el mapa con colores azul claro y azul oscuro respectivamente.

  • Tipo de datos: capas geoespaciales

  • Formato: archivo ráster en formato COG

  • Resolución espacial: 20 m.

  • Frecuencia: obtenido bajo demanda

  • Cobertura espacial: el servicio está disponible para toda la región LAC.

  • Cobertura temporal: depende del tiempo de revisita

Proveedor del servicio

El servicio es desarrollado por CIMA Research Foundation.

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Referencias

  1. Pulvirenti L., Squicciarino G., Cenci L., Ferraris L., Virelli M., Candela L., Puca S. Continuous flood monitoring using on-demand SAR data acquired with different geometries: Methodology and test on COSMO-SkyMed images, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Volume 225 (2025). DOI: 10.1016/j.isprsjprs.2025.04.036. ↩

  2. Pulvirenti, L., Squicciarino, G., Fiori, E., Ferraris, L., & Puca, S. (2021). “A Tool for Pre-Operational Daily Mapping of Floods and Permanent Water Using Sentinel-1 Data”. Remote Sensing, 13(7), 1342. DOI: 10.3390/rs13071342. ↩

  3. Pulvirenti, L., Squicciarino, G., & Fiori, E. (2020). A Method to Automatically Detect Changes in Multitemporal Spectral Indices: Application to Natural Disaster Damage Assessment. Remote Sensing, 12(17), 2681. 10.3390/rs12172681. ↩

  4. Copernicus DEM – Global Digital Elevation Model - COP-DEM_GLO-30. DOI: 10.5270/ESA-c5d3d65. ↩

  5. WorldCover 2021 v200 - Zanaga, D., Van De Kerchove, R., Daems, D., De Keersmaecker, W., Brockmann, C., Kirches, G., Wevers, J., Cartus, O., Santoro, M., Fritz, S., Lesiv, M., Herold, M., Tsendbazar, N.E., Xu, P., Ramoino, F., Arino, O., 2022. ESA WorldCover 10 m 2021 v200. DOI: 10.5281/zenodo.7254221. ↩