كاربرد روش PSInSAR در پايش و اندازه گيري جابه جايي سطح زمين

Applicability of Persistent Scatterer Interferometry for monitoring and measuring earth surface displacement

در سال‎هاي اخير تداخل‎سنجي راداري، InSAR، تبديل به ابزاري كارامد و مقرون به صرفه در علوم زمين، جهت به‌دست آوردن اطلاعات مفيد از تصاوير راداري شده است. استفاده از روش تفاضلي اين تكنيك، DInSAR، مي‎تواند جهت بررسي اعوجاجات و تغييرات پوسته زمين مورد استفاده قرار گيرد. عدم همبستگي زماني و مكاني بين تصاوير سبب مي‎شود تا، تقريباً، هر اينترفروگرام شامل مناطق بزرگي باشد كه در آن‎ها همبستگي پايين است و اندازه‎گيري‎هاي انجام شده در اين مناطق قابل اطمينان نيست و يا اصلا قابل انجام نيست. اين محدوديت‎ها سبب مي‎شود تا روش تداخل‎سنجي، به تنهايي، ابزاري كامل جهت نظارت و اندازه‎گيري اعوجاجات سطح زمين و تغييرات توپوگرافي نباشد. در حال حاضر دو روش كلي جهت غلبه بر اين محدوديت‎ها وجود دارد، كه عبارتند از: SBAS و PSI(PSInSAR). در روش PSInSAR، پيكسل‎هاي پايدار (PS)، كه فاز غالب آن‎ها فقط توسط يك پراكنده ساز معلوم شود، بر روي تعدادي اينترفروگرام تعيين مي‎شوند. مقدار نابستگي در اين پيكسل‎ها نزديك به صفر است و مي‎توان بر محدوديت هاي روش متداول تداخل‎سنجي غلبه نمود، و مي توان تغييرات را با دقت زيادي، بر روي اين پيكسل‎ها، اندازه‎گيري نمود. در اين مقاله با استفاده از تصاوير راداري Envisat، فرونشست زمين در دشت تهران كه ناشي از استخراج بي رويه ي آب هاي زيرزميني است، بين سال هاي 2003 و 2004، توسط روش تداخل سنجي راداري PSInSAR مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج به دست آمده نشان دهنده ي نرخ بالاي فرونشست زمين در اين منطقه است، كه در بخش جنوب غربي شهر تهران اين مقدار بيش از 25 سانتي متر در سال مشاهده شده است. جهت ارزيابي نتايج، نرخ فرونشست به دست آمده با مشاهدات ترازيابي مقايسه شده است.

Recently, Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) has proven to be a very effective technique for monitoring and measuring earth surface deformations, such as subsidence, landslide, volcanic and other tectonic deformation. InSAR observations are based on measuring the differences in received phases of SAR images which covers the same area. Almost, any interferograms covers areas where the signals decorrelate, so measurements in these regions are not reliable. This problem is due to temporal and spatial decorrelation and also differences in atmospheric delay between imges. There are two main techniques to overcome the mentioned limitations: Small Baseline Subsets (SBAS) and Persistent Scatterer Interferometry (PSInSAR). This paper investigates land subsidence due to ground water exploitation in Tehran Plain by means of PSInSAR. Envisat datasets between 2003 and 2004 are used. To evaluate the results, the InSAR subsidence rate and time series are compared with spirit leveling measurements.