daljinsko zaznavanje - In?titut za antropolo?ke in prostorske ?tudije ...

11 Satelitski sistemi za opazovanje Zemlje
104
Radarska interferometrija
Radarska interferometrija (InSAR) je razmeroma nova tehnika, s katero lahko
iz parov radarskih satelitskih in letalskih posnetkov pridobivamo visokoločljive
podatke o zemeljskem površju. Najpomembnejši področji njene uporabe sta
izdelava digitalnih modelov višin in opazovanje majhnih premikov, še posebej
na območjih, ki so s »klasičnimi« metodami slabo izmerjena. Natančnost, ki
jo dosežemo pri izdelavi modelov višin, je približno deset metrov v vodoravni
(položaj) in nekaj metrov v navpični (višina) smeri. Zelo uporabna je tudi diferencialna
interferometrija, s katero lahko opazujemo premike tal velikostnega
reda valovne dolžine uporabljenega radarskega valovanja, kar znaša pri satelitih
ERS približno pol centimetra.
Pri interferometriji uporabljamo kompleksne radarske satelitske posnetke,
ki poleg podatkov o amplitudi odboja na površju vsebujejo tudi fazo odbitega
valovanja. Faza je odvisna od lastnosti opazovane površine in od dolžine poti
med oddajno anteno, opazovano površino in sprejemno anteno. V primeru,
da imamo posnetka istega območja, ki sta bila narejena iz rahlo premaknjenih
tirnic, lahko z upoštevanjem geometrije gledanja določimo zvezo med interferogramom
– fazno razliko obeh podob – in višinami na površju. Pri tem moramo
paziti, da posnetka ustrezata zahtevam za interferometrično obdelavo, in sicer
da sta narejena iz bližnjih tirnic in da se med zajetjema obeh podob ni
pretirano spremenila fazna odbojnost oziroma katera od geofizikalih lastnosti
površja.
Podobno lahko pri diferencialni interferometriji (DInSAR) z uporabo treh
podob določamo majhne relativne premike. Iz treh podob lahko namreč ustvarimo
dva interferograma in z njuno primerjavo diferencialni interferogram. Ta
je od nič različen samo v primeru, če se je med zajetjem podob znatno spremenila
fazna odbojnost oziroma se je premaknilo opazovano površje. Prvi faktor
predstavlja motnjo in se mu skušamo izogniti, drugi pa omogoča natančno
določanje premikov.
Nadgradnja diferencialne interferometrije je tehnika, ki uporablja permanentne
sipalce (Permanent Scatterers InSAR ali PSInSAR), to je točke, ki jih
zlahka najdemo na več posnetkih in ki ne spreminjajo svojih lastnosti. S tem
se izognemo tako imenovani časovni dekorelaciji in lahko opazujemo premike v
več zaporednih letih. Žal pa pri tem izgubimo zveznost, saj so tovrstni sipalci
točkasti, njihova gostota pa je odvisna od oblike in pokrovnosti površja. Precej
preprosto jih namreč najdemo v urbanih območjih, veliko teže pa na območjih,
prekritih z vegetacijo.
Teoretične osnove interferometrije poznamo dobri dve desetletji, že več kot
petnajst let pa je minilo od prve uspešne interferometrične obdelave. Pravi
razcvet je interferometrija doživela po letu 1991, ko so izstrelili prvi evropski
satelit za opazovanje Zemlje ERS-1. Od takrat je bila tehnika uporabljena v
mnogih študijah, od hidrologije prek vulkanologije in seizmologije do glaciologije
in ekologije.