Teledetekcja z elementami fotogrametrii Wykład VIII

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Teledetekcja z elementami fotogrametrii Wykład VIII"

Juliusz Zakrzewski
5 lat temu
Przeglądów:

1 Teledetekcja z elementami fotogrametrii Wykład VIII

2 Czasowa analiza interferometryczna TIME SERIES InSAR analysis

Czasowa analiza interferometryczna TIME SERIES InSAR analysis Dzięki wykorzystaniu dużego zestawu obrazów radarowych dotyczących tego samego obszaru lecz pozyskanych w różnym czasie możliwe jest

3 Czasowa analiza interferometryczna TIME SERIES InSAR analysis Dzięki wykorzystaniu dużego zestawu obrazów radarowych dotyczących tego samego obszaru lecz pozyskanych w różnym czasie możliwe jest zwiększenie dokładności analizy interferometrycznej a także pozyskanie informacji o przemieszczeniach terenu w kierunku wschód-zachód. Dzięki zastosowaniu dużego zestawu obrazów radarowych możliwe jest wyeliminowanie pewnych ograniczeń, które pojawiają się przy przetwarzaniu dwóch lub trzech obrazów SAR. Ograniczenia te związane są z tzw. artefaktami atmosferycznymi wywołanymi zróżnicowaną zawartością pary wodnej w atmosferze.

4 Czasowa analiza interferometryczna diff = defo + A + S + + n diff faza interferogramu różnicowego defo - faza związana z deformacjami A faza wynikająca z opóźnienia atmosferycznego S faza wynikająca z niedokładności orbit - faza związana z niedokładnością look angle n szum (zmienność w rozpraszaniu, thermal noise, błąd koregistracji,..) Niektóre składowe wykazują czasową i/lub przestrzenną korelację. Wykorzystanie informacji o korelacji poszczególnych składowych jest kluczowe w czasowych analizach interferometrycznych.

5 Czasowa analiza interferometryczna Czasowa analiza InSAR PSI (Permanent/Persistent Scatterer InSAR) SBAS (Small BAseline Subset InSAR) Zakładamy model deformacji w czasie Nie zakładamy modelu deformacji w czasie. Zakładamy przestrzenną korelację składników fazy interferometrycznej.

6 Identyfikujemy punkty PS (sprawdza się do monitoringu poszczególnych obiektów np. budynków, mostów itp.) Nie ma filtracji (bardzo wysoka rozdzielczość wyników) Czasowa analiza InSAR PSI (Permanent/Persistent Scatterer InSAR) SBAS (Small BAseline Subset InSAR) Zakładamy model deformacji w czasie Nie zawsze znamy model deformacji. Nie zakładamy modelu deformacji w czasie. Zakładamy przestrzenną korelację składników fazy interferometrycznej. Monitoring powierzchni bardziej niż monitoring poszczególnych obiektów Bardzo dobre uzupełnienie analiz PSI Wykonujemy filtrację Problem z identyfikacją lokalnych deformacji terenu (wynika to z założenie przestrzennej korelacji składników fazy)

7 Czasowa analiza interferometryczna Michele Crosetto, Oriol Monserrat, María Cuevas and Bruno Crippa

8 Czasowa analiza InSAR PSI (Permanent/Persistent Scatterer InSAR) SBAS (Small BAseline Subset InSAR) Zakładamy model deformacji w czasie Nie zakładamy modelu deformacji w czasie. Zakładamy przestrzenną korelację składników fazy interferometrycznej.

METODA PSI Metoda stabilnych rozpraszaczy

Alessandro Ferretti Fabio Rocca Claudio Prati Do

9 METODA PSI Metoda stabilnych rozpraszaczy radarowych (PSInSAR) została zaproponowana pod koniec lat dziewięćdziesiątych XX wieku przez naukowców z Politechniki w Mediolanie. Alessandro Ferretti Fabio Rocca Claudio Prati Do chwili obecnej opracowanych zostało wiele odmian metody stabilnych rozpraszaczy.

10 METODA PSI? Analiza obrazów SAR Mapa punktów PS nałożona na mapę topograficzną

11 METODA PSI A. Ferretti: Satellite InSAR Data: Reservoir Monitoring from Space

12 METODA PSI W omawianej metodzie na podstawie N+1 obrazów SAR tworzy się N interferogramów. Każdy interferogram ma ten samo obraz master. A. Ferretti: Satellite InSAR Data: Reservoir Monitoring from Space

13 METODA PSI Istnieje wiele metod identyfikacji punktów PS. Metody te dobierane są w zależności od rodzaju analizowanych obrazów SAR, typu obszaru oraz ilości przetwarzanych danych. Najczęściej stosowane są dwie metody:

14 METODA PSI Cechy charakterystyczne metody PSInSAR: Wykorzystuje zestaw kilkunastu/kilkudziesięciu obrazów radarowych. Dostarcza informacje o deformacjach terenu tylko dla punktów PS (Permanent/Persistent Scatterer), które odpowiadają takim obiektom na powierzchni ziemi jak budynki, wiadukty, wychodnie skał itp. Nie sprawdza się w monitoringu deformacji terenu na obszarach niezabudowanych. Metoda znalazła zastosowanie m.in. w monitoringu stabilności pojedynczych budynków, aktywności wulkanicznej, badaniu ruchów neotektonicznych itp. Analizy PSInSAR nie wykonamy w programie NEST.

15 METODA PSI -> Monitoring stabilności budynków, mostów, wiaduktów, tam, rurociągów itp. -> Badanie aktywności wulkanicznej. -> Monitoring ruchów neotektonicznych. -> Badanie stabilności szybów wiertniczych i rurociągów.

16 METODA PSI

17 Polaryzacja fali Fala niespolaryzowana to taka, której drgania rozchodzą się w "dowolnych", "przypadkowych" kierunkach. Fala spolaryzowana to taka fala, której drgania rozchodzą się w ściśle określony sposób. Polaryzacja to przekształcenie fali niespolaryzowanej w falę spolaryzowaną.

18 Polaryzacja fali Możemy wyróżnić: Polaryzację liniową Polaryzację kołową Polaryzację eliptyczną

19 Polaryzacja fali Elipsa polaryzacji - kąt orientacji (od 0 do 180 ) - kąt eliptyczności (-45 do 45 ) = 45 = 0 = 45 = 30 = 45

20 Polaryzacja fali Polaryzacja liniowa: Pionowa (vertical) Pozioma (horizontal) Inna Polaryzacja pionowa Polaryzacja pozioma

21 Polaryzacja fali Badanie polaryzacji fali odbitej od obiektów na powierzchni Ziemi pozwala na pozyskanie informacji m.in. o: Geometrii obiektu (kształcie, orientacji) Chropowatości obiektu Jego właściwościach (np. wilgotności)

22 Polarymetria radarowa (PolSAR) Wolfgang-Martin BOERNER Jonh-Sen LEE Eric POTTIER Shane Cloude POLARIMETRY TUTORIAL

23 Polarymetria radarowa (PolSAR) Do analizy polarymetrycznych obrazów radarowych można wykorzystać program PolSARPro. Strona PolSARPro:

24 Polarymetria radarowa (PolSAR) Najczęściej zakłada się, że: Sxy = Syx (reciprocal case)

25 Polarymetria radarowa (PolSAR) Systemy SAR wykorzystują polaryzację liniową (pionową i poziomą). Wyróżniamy systemy SAR pozyskujące dane w: Pojedynczej polaryzacji (S xx ) [single-pol] Podwójnej polaryzacji (S xy, S xx ) [dual-pol] Poczwórnej polaryzacji (S xx, S yy, S xy, S yx ) [quad-pol]

27 Polarymetria radarowa (PolSAR) - dekompozycje Istnieje wiele metod dekompozycji polarymetrycznych. Najogólniej możemy je podzielić na : dekompozycje koherentne, dekompozycje niekoherentne. Żadna z metod dekompozycji nie daje jednoznacznego rozwiązania! Metodę dekompozycji należy dobierać w zależności od celu prowadzonych analiz i obszaru badań.

28 Polarymetria radarowa (PolSAR) - dekompozycje Dekompozycje koherentne Dekompozycje niekoherentne

29 Polarymetria radarowa (PolSAR) Modele najczęściej wykorzystywane w procesie dekompozycji: Trójścian SB Spirala LH/RH Dwuścian DB Chmura losowo zorientowanych dipoli VS

30 Polarymetria radarowa (PolSAR) - dekompozycje Celem dekompozycji koherentnej jest przedstawienie pomierzonej macierzy [S] jako kombinacja odpowiedzi [Si] od prostszych obiektów (obiektów kanonicznych). Dekompozycję koherentną stosujemy do tych obiektów, dla których powracająca fala nie uległa depolaryzacji. Macierze [Si] muszą być niezależne. Najczęściej stosowane metody dekompozycji koherentnych to: dekompozycja Pauliego dekompozycja Krogagera dekompozycja Camerona

Podobne dokumenty

ZASTOSOWANIE ZOBRAZOWAŃ SAR W OCHRONIE ŚRODOWISKA. Wykład V

ZASTOSOWANIE ZOBRAZOWAŃ SAR W OCHRONIE ŚRODOWISKA Wykład V Zastosowanie obrazów SAR Najczęściej wykorzystywane metody przetwarzania obrazów SAR: InSAR (Interferometry SAR) - tworzenie DEM (Digital Elevation