ADVANCED DIFFERENTIAL INTERFEROMETRIC SAR TECHNIQUES FOR DETECTION OF TERRAIN AND BUILDING DISPLACEMENTS

Autor: MORA SACRISTAN OSCAR
Año: 2003
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA
Centro de realización: TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS
Centro de lectura: UPC
Director: MALLORQUI FRANQUET JORDI J.
Tribunal: CORBELLA SANAHUJA IGNASI , CRESPO ZARAGOZA JUAN CARLOS , LÓPEZ SÁNCHEZ JUAN MANUEL , COROMINAS DULCET JORDI , FABREGAS CANOVAS FRANCISCO JAVIER
Resumen de la tesis

L’objectiu d’aquesta Tesi és la detecció de moviments lents del terreny fent servir dades capturades per satèl·lits, i el posterior estudi de l’error comès en les mesures. Aquests desplaçaments poden ser causats per diferents fenòmens. Els moviments ràpids del terreny poden ser causats, per exemple, per terratrèmols, on es poden produir fàcilment amplituds del desplaçament de l’ordre de diversos centímetres en períodes de temps molt curts (menys d’un minut). Per altre banda, els moviments lents requereixen llargs períodes de temps, com per exemple més d’un any, per deformar el terreny en magnituds semblants. Aquests són els tipus de desplaçament del terreny més comuns, i poden ser causats per una llarga llista de fenòmens: activitat volcànica, subsidència natural i creada per l’home, o explotacions mineres. Aquests desplaçaments poden ser controlats de manera molt precisa sobre grans àrees fent servir imatges d’Apertura Sintètica (SAR) adquirides per satèl·lits que orbiten la Terra. Aquesta tècnica es coneix com a Interferometria Diferencial. La principal avantatge de la Interferometria Diferencial és la possibilitat de controlar grans àrees de terreny amb un cost molt baix comparat amb les mesures de camp amb GPS o anivellació precisa usades fins ara. De totes maneres, les tècniques clàssiques d’Interferometria Diferencial no funcionen correctament sobre àrees remotes amb desplaçaments molt lents. Aquesta és la raó de l’aparició de diverses tècniques avançades enfocades a resoldre les limitacions de la Interferometria Diferencial clàssica. Aquesta Tesi presenta una nova aproximació al problema basada en el desenvolupament d’un algorisme robust que fa servir un conjunt d’imatges SAR adquirides en diferents moments temporals. La Interferometria Diferencial està basada en la generació d’un interferograma combinant dues imatges SAR i en la posterior eliminació de la component topogràfica. Si existeix un petit desplaçament del terreny entre les dues adquisicions, apareixerà una component de fase relacionada amb aquest moviment. Les diferencies entre les diferents tècniques recauen en la manera d’eliminar el terme topogràfic. Bàsicament, es pot fer servir un Mapa d’Elevacions del Terreny (MET) de la zona o una tercera imatge SAR que s’utilitza per sintetitzar la topografia. Aquesta tècnica ha mostrat uns resultats espectaculars amb moviments molt ràpids sobre àrees coherents, tal com deformacions generades per terratrèmols. De totes maneres, existeixen importants limitacions, com la presència d’artefactes atmosfèrics o zones de baixa coherència. Una part d’aquesta Tesi està dedicada a la determinació dels errors de mesura derivats d’aquestes tècniques. L’objectiu de les tècniques Avançades d’Interferometria Diferencial és resoldre les limitacions de les tècniques clàssiques. El punt de partida és un conjunt d’interferogrames diferencials amb diferents separacions temporals. Utilitzant aquesta redundància de dades és possible minimitzar els efectes dels artefactes atmosfèrics i obtenir el gràfic d’evolució de la deformació. En aquesta Tesi es presenten dos algorismes. El primer d’ells estima el mapa de velocitat, els artefactes atmosfèrics i l’evolució complerta de la deformació a baixa resolució espacial (gran escala). Aquest algorisme pot ser utilitzat per controlar àrees de diferents tipus de terreny (ciutat, bosc, roques, etc.). El segon algorisme presentat està basat en la idea de controlar les deformacions d’edificis a les ciutats. Fent servir el mateix conjunt d’interferogrames diferencials, es pot obtenir informació d’alta resolució espacial relativa a les deformacions dels edificis respecte al terreny observat. De nou, s’obté una complerta definició temporal del moviment.
Materias relacionadas