Zastosowanie zobrazowań SAR w ochronie środowiska. wykład IV

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Zastosowanie zobrazowań SAR w ochronie środowiska. wykład IV"

Sebastian Stasiak
6 lat temu
Przeglądów:

1 Zastosowanie zobrazowań SAR w ochronie środowiska wykład IV

Zastosowanie obrazów SAR Satelitarna interferometria radarowa Najczęściej wykorzystywane metody przetwarzania obrazów SAR: InSAR (Interferometry SAR) - tworzenie DEM

stabilnych rozpraszaczy radarowych POLSAR (Polarymetry SAR) - badanie mechanizmu odbicia Wszystkie wymienione metody wykorzystują informacje zarówno o amplitudzie jak i o

2 Zastosowanie obrazów SAR Satelitarna interferometria radarowa Najczęściej wykorzystywane metody przetwarzania obrazów SAR: InSAR (Interferometry SAR) - tworzenie DEM (Digital Elevation Model) DInSAR (Differential InSAR) - detekcja deformacji terenu PSInSAR (Permanent/Persistent Scatterer InSAR) - detekcja deformacji terenu dla stabilnych rozpraszaczy radarowych POLSAR (Polarymetry SAR) - badanie mechanizmu odbicia Wszystkie wymienione metody wykorzystują informacje zarówno o amplitudzie jak i o fazie sygnału rejestrowanego przez system SAR. W metodzie PolSAR dodatkowo wykorzystywana jest informacja o polaryzacji fali wysłanej przez radar i odbitej od obiektów na powierzchni Ziemi.

3 Satelitarna interferometria radarowa Metoda DInSAR (Differential Interferometry SAR) Metoda DInSAR służy do detekcji deformacji terenu, które wystąpiły w czasie pomiędzy wykonaniem dwóch wykorzystanych zobrazowań radarowych. Podobnie jak w metodzie InSAR wykorzystuje się dwa obrazy radarowe. Obrazy nakłada się na siebie i dla każdego piksela wyznacza się różnicę faz. Różnica faz = składowa odpowiedzialna za deformacje + składowa odpowiedzialna za topografię +błędy W metodzie DInSAR wykorzystuje się DEM w celu wyeliminowania składowej odpowiedzialnej za topografię. DEM zamieniany jest na interferogram (tzw. interferogram syntetyzowany) i odejmowany jest od głównego interferogramu.

4 Selekcja obrazów SAR Satelitarna interferometria radarowa Aby para obrazów SAR mogła być wykorzystana w metodzie DInSAR to musi spełniać następujące wymagania: musi być pozyskana przez tego samego satelitę z tymi samymi parametrami zobrazowania; odległość bazowa (perpendicular baseline) pomiędzy miejscami, z których pozyskane zostały obrazy nie może przekraczać pewnej wartości (critical baseline). Dla satelitów ESA wartość ta wynosi około m /im mniejsza odległość bazowa tym mniejszy wpływ topografii na wartość różnicy faz/ najlepiej aby obrazy wykonane były w trybach: ascending oraz descending

Interferogram różnicowy Satelitarna interferometria radarowa Po odjęciu od głównego interferogramu interferogramu syntetyzowanego otrzymujemy interferogram różnicowy.

5 Interferogram różnicowy Satelitarna interferometria radarowa Po odjęciu od głównego interferogramu interferogramu syntetyzowanego otrzymujemy interferogram różnicowy. Interferogram różnicowy składa się z prążków interferencyjnych. Przyjęty zakres kolorów (najczęściej od czerwonego do niebieskiego) reprezentuje deformacje terenu odpowiadające połowie długości fali wykorzystywanej przez system SAR.

6 Właściwości metody DInSAR Satelitarna interferometria radarowa Bardzo dobra rozdzielczość przestrzenna wyników. Bardzo dobra rozdzielczość czasowa wyników. Możliwość monitoringu deformacji terenu na obszarach o powierzchni kilkuset km 2. Możliwość detekcji deformacji z centymetrową (milimetrową) dokładnością. Możliwość detekcji deformacji terenu nie większych niż połowa długości fali wykorzystywanych przez system SAR. Względny pomiar deformacji. Mniejsze możliwości zastosowania metody DInSAR dla obszarów zielonych (spadek koherencji sygnału radarowego).

7 Etapy analizy DInSAR Satelitarna interferometria radarowa 1. Selekcja obrazów. 2. Wczytywanie obrazów do programu NEST. 3. Tworzenie projektu. 4. Dołączenie informacji o orbitach. 5. Koregistracja obrazów. 6. Tworzenie spłaszczonego interferogramu. 7. Tworzenie obrazu koherencji. 8. Filtracja fazy interferogramu. 9. Tworzenie interferogramu różnicowego (odejmowanie topografii).* 10. Multilooking. 11. Nadawanie geoodniesienia. /*odpakowanie fazy, wyznaczenie deformacji terenu w LOS (Line os Sight) Analizowanie całej sceny radarowej jest czasochłonne obliczeniowo (szczególnie etapy filtracji fazy, koregistracji i usuwania topografii). Każdy z wymienionych etapów może trwać nawet od kilka do kilkunastu godzin.

8 Obraz fazy w czasie t1 Obraz fazy w czasie t2 (np. po 3 miesiącach) Interferogram Mapa osiadań terenu

12 Interferogramy terenu górniczego z satelity TerraSAR-X Zmiany profili EW niecki osiadania w czasie wyznaczone z danych satelitarnych (TerraSAR-X)

13 Tarnowskie Góry Bytom Katowice Bieruń Stary Obszar badań: ~2000 km 2

14 Obszar testowy Lędziny (05/07/ /07/2011)

15 Obszar testowy Lędziny (05/07/ /07/2011)

16 Obszar testowy Lędziny Interferogram 05/07/ /07/2011 Interferogram 05/07/ /08/2011

17 Obszar testowy Ligota (05/07/ /07/2011)

Podobne dokumenty

Zastosowanie zobrazowań SAR w ochronie środowiska. Wykład IV + ćwiczenia IV

Zastosowanie zobrazowań SAR w ochronie środowiska Wykład IV + ćwiczenia IV Zastosowanie obrazów SAR Satelitarna interferometria radarowa Najczęściej wykorzystywane metody przetwarzania obrazów SAR: InSAR