Tutorial Sentinel-1 con SNAP: del satélite al interferograma
El monitoreo de subsidencia y deformación con radar satelital se ha vuelto accesible gracias a la misión Sentinel-1 de la Agencia Espacial Europea (ESA): sus imágenes de apertura sintética (SAR) son de distribución abierta y el software SNAP permite procesarlas sin licencias comerciales. Para un ingeniero geotécnico de América Latina, esto significa poder revisar por sí mismo la deformación de un asentamiento, un talud o una zona de extracción de agua, sin depender de un proveedor externo para un primer vistazo. Este tutorial recorre el camino completo en español: dónde descargar las imágenes, cómo elegir el par adecuado, cómo generar el interferograma y cómo leer las franjas antes de interpretar cualquier cosa. Es el punto de partida práctico del flujo que las herramientas de este sitio (Conversor LOS, Series de Tiempo, Clasificador de Peligro) usan después para convertir las franjas en tasas de deformación útiles para el informe.
Qué es un interferograma y por qué le importa
Un interferograma es el producto de la diferencia de fase entre dos imágenes SAR de la misma zona tomadas en fechas distintas. Si el terreno no se movió, la fase residual es aproximadamente cero (salvo la contribución topográfica); si se movió hacia el satélite o alejándose de él, la fase cambia en patrones circulares concéntricos llamados franjas: cada franja completa representa un desplazamiento de media longitud de onda en la línea de vista (LOS). Para Sentinel-1, en banda C, esa media longitud de onda es de unos 2,8 cm: es decir, un anillo cerrado de franja equivale a unos 2,8 cm de desplazamiento en LOS. Esa es la sensibilidad que hace del InSAR una herramienta de alerta temprana para subsidencia: se ven milímetros por año acumulados en franjas visibles mucho antes de que la deformación sea evidente en superficie.
El flujo completo del sitio explica cómo pasar de esas franjas a una tasa vertical en mm/año (con la geometría de conversión LOS) y cómo separar lo que es deformación real de lo que es ruido atmosférico o error de fase — la sección de presupuesto de error lo resume. Este tutorial se queda en la parte de generar el interferograma con calidad suficiente para un primer análisis.
Paso 1 — Descargar las imágenes correctas
Las imágenes Sentinel-1 están disponibles de forma abierta en el Alaska Satellite Facility (ASF,
search.asf.alaska.edu) y en el Copernicus Data Space de la ESA. Para un proyecto geotécnico
recomendamos empezar en ASF porque la interfaz permite filtrar por zona, fecha, órbita y modo sin
necesidad de registrar un proyecto científico.
Qué filtros usar
- Misión: Sentinel-1 (S1A y S1B hasta su fallo en 2022; S1A continúa).
- Modo: IW (Interferometric Wide swath), el modo estándar terrestre con resolución de 5 × 20 m.
- Producto: SLC (Single Look Complex) — es el que conserva la fase. El producto GRD, muy usado para visualización, no sirve para interferometría.
- Órbita: ascendente o descendente, pero mantenga la misma órbita en todos los pares del análisis; mezclar órbitas complica la interpretación geométrica.
- Polarización: VV para tierra firme (la copolarización es la más coherente).
- Fechas: dos fechas separadas por 6 a 24 días para empezar; intervalos mayores aumentan la decorrelación temporal en zonas con vegetación.
Un ejemplo concreto: para revisar la subsidencia de un acuífero en el valle de México, filtre la zona de la Ciudad de México (19,4°N, 99,1°O), órbita descendente, producto SLC, modo IW, y descargue dos escenas con 12 días de separación en temporada seca (noviembre a abril), cuando la coherencia es más alta que en la temporada de lluvias.
Paso 2 — Preparar las imágenes en SNAP
Instale SNAP desde la página de la ESA (es gratuito). Abra las dos SLC con File → Open Product. El procesamiento mínimo para un interferograma simple es:
- Apply Orbit File: corrige la órbita con el archivo restituido; sin este paso la precisión del interferograma se degrada.
- Back-Geocoding: co-registra las dos imágenes a nivel de sub-píxel; es el paso que garantiza que cada píxel mire el mismo punto del terreno.
- Interferogram Formation: calcula la diferencia de fase y la coherencia; aquí aparece el producto que usted va a inspeccionar.
- Multilook (opcional): promedia en rango y acimut (por ejemplo 4 × 1) para reducir el ruido de fase a costa de resolución espacial.
Guarde los productos intermedios en formato BEAM-DIMAP. Si la coherencia del par es baja (menor de 0,3 en zonas urbanas), el interferograma servirá de poco: cambie de par (menor separación temporal o misma temporada del año anterior) antes de invertir más tiempo.
Paso 3 — Leer las franjas sin sobre-interpretar
Un interferograma crudo muestra franjas que mezclan deformación, topografía residual y atmósfera. Antes de concluir cualquier cosa:
- Si el par tiene una línea de base perpendicular grande (más de 150 m), la contribución topográfica domina; genere primero el interferograma diferencial (con un DEM como SRTM o ALOS) para aislar la deformación.
- Las franjas circulares concéntricas alrededor de un punto suelen indicar subsidencia local (extracción de agua, vacíos); las franjas paralelas y regulares pueden ser topografía residual o desplazamiento regional.
- Una franja completa = 2,8 cm en LOS para banda C; cuente las franjas con cuidado y recuerde que la dirección del movimiento depende de la órbita: en descendente, un movimiento hacia arriba produce un patrón distinto que en ascendente.
- La coherencia baja (colores apagados) no significa "no hay deformación": significa que la fase no es confiable; márquelo como dato no concluyente, no como dato nulo.
| Parámetro en SNAP | Qué controla | Al aumentarlo | Riesgo del extremo | Recomendación práctica |
|---|---|---|---|---|
| Filtro Goldstein — ventana 3×3 | Suavizado del ruido de fase sobre el interferograma | Punto de partida: ruido atenuado sin perder la forma de las franjas | Ventanas aún menores no bastan: las franjas quedan ilegibles para contar | Empezar aquí en la primera lectura; es la práctica reportada habitual |
| Ventana 5×5 | Mismo filtro, mayor potencia de suavizado | Franjas más continuas y legibles; se difuminan los gradientes finos | Se pierden anomalías pequeñas de subsidencia localizada (vacíos, extracción puntual) | Usarla en pares ruidosos; comparar lado a lado con la ventana de 3×3 |
| Ventana ≥ 7×7 | Suavizado fuerte | Franjas muy regulares y de aspecto "limpio" | Sobre-suavizado: la señal de deformación real se atenúa o desaparece entre las franjas | Solo para visualización de conjunto; nunca como ajuste de entrega |
| Umbral de coherencia γ = 0,2–0,3 | Píxeles que pasan al análisis | Umbral bajo: más puntos por km², incluye zonas marginales | Puntos de fase poco confiable (vegetación, sombra) que producen falsas tasas | Inicio en zonas mixtas; los puntos bajo γ = 0,3 se reportan como no concluyentes |
| Umbral de coherencia γ = 0,4–0,5 | Píxeles que se aceptan como confiables | Solo píxeles estables: ciudad y roca descubierta | Cobertura escasa en laderas cultivadas: se descarta deformación real que aún existe | Adecuado para precisión urbana; no usarlo solo en campo abierto |
La ventana del filtro Goldstein y el umbral de coherencia se negocian entre ruido y detalle: no existe un valor óptimo único. Los rangos reportados (ventanas de 3×3 a 5×5; umbrales γ = 0,2–0,5) proceden de la documentación de ESA SNAP (Interferometric SAR Processing) y de guías de procesamiento Sentinel-1; la coherencia γ la estima SNAP tras el Interferogram Formation por bloques de píxeles. Escalar siempre con la banda C: un ciclo completo de franja (2π) equivale a λ/2 ≈ 2,8 cm en LOS (λ ≈ 5,55 cm de Sentinel-1).
Paso 4 — Del interferograma al dato útil
Para un proyecto geotécnico el interferograma individual es un vistazo; el dato útil es la serie temporal y la tasa. El flujo del sitio lo completa: la serie temporal ordena los pares en el tiempo para separar la deformación acumulada, la validación con GNSS contrasta los resultados con la verdad de campo (una estación permanente en la zona vale más que mil franjas), y el presupuesto de error le dice qué declarar en el informe. Si la zona tiene puntos de control de nivelación o GNSS, úselos desde el primer día: la integración InSAR + geodesia clásica es lo que convence en una revisión técnica.
Errores comunes y cómo evitarlos
- Descargar productos GRD en lugar de SLC: no tienen fase, el proceso falla al formar el interferograma.
- Mezclar órbitas ascendente y descendente en la misma serie: cada una ve el movimiento desde una geometría distinta y la conversión a vertical se contamina.
- Omitir Apply Orbit File: los errores orbitales se traducen en franjas espurias de gran escala.
- Interpretar coherencia baja como ausencia de movimiento: es ausencia de medición confiable.
- No validar con datos de campo: un interferograma sin control terrestre es una hipótesis, no una conclusión.
Preguntas frecuentes
- ¿Cuánto tiempo toma el procesamiento de un par?
- En una computadora de escritorio normal, los pasos del Paso 2 tardan entre 30 y 90 minutos por par. El tiempo sube con el multilook y con el tamaño de la escena.
- ¿Necesito licencia de software?
- No. SNAP es gratuito y las imágenes Sentinel-1 son de acceso abierto; los DEM (SRTM, ALOS) también son gratuitos para este uso.
- ¿Qué precisión espero en un primer análisis?
- Con buenos pares y zona urbana, tasas de unos pocos milímetros por año son detectables; en zona vegetada la coherencia baja y la precisión cae. El presupuesto de error del sitio le ayuda a cuantificarlo.
- ¿Puedo usar este flujo para un talud o una mina?
- Sí, con las mismas precauciones: zonas empinadas sufren distorsión geométrica (shadow y layover) que debe revisar visualmente antes de interpretar.
Siga el flujo completo en este sitio
Este tutorial produce el interferograma; las herramientas del sitio convierten franjas en decisiones: Conversor LOS · Series de Tiempo · Clasificador de Peligro · Validación GNSS · Presupuesto de Error. Y el Generador de Informes arma el entregable final con la declaración de incertidumbre.