اهميت مدل‌هاي ارتفاعي رقومي در دقت ميدان‌هاي سرعت جابجايي InSAR

Impact of Digital Elevation Models in Accuracy of InSAR Displacement Velocity Fields

امروزه مدل‌های ارتفاعی رقومی كاربردهای متنوعی در زمینه‌های مقابله با سوانح طبیعی، آشكارسازی تغییرات، مدیریت منابع طبیعی، پروژه‌های مهندسی و... دارند. ازجمله این كاربردها تصحیح توپوگرافی در تكنیك تداخل‌سنجی راداری است. در تكنیك تداخل‌سنجی راداری به‌منظور یافتن بردار سرعت جابجایی لازم است میزان اختلاف فاز ناشی از توپوگرافی با استفاده از مدل ارتفاعی از اختلاف فاز بدست آمده از جفت تصویر راداری كسر گردد. به همین علت مدل ارتفاعی رقومی انتخابی و فاصله نمونه‌برداری آن در تداخل‌سنجی راداری از نكات مهم و قابل توجه است. هدف این مقاله مقایسه‌ی نقش دو مدل ارتفاعی SRTM با فاصله نمونه‌برداری 90 متر و ASTER با فاصله نمونه‌برداری 30 متر در بدست آوردن بردار سرعت جابجایی از طریق تصاویر راداری است. برای دستیابی به بردار سرعت جابجایی از تصاویر راداری در منطقه از روش پراكنش‌كننده‌های دائمی و روش خط مبنای كوتاه با دو مدل ارتفاعی ذكر شده استفاده گردید. در نهایت مشاهده شد كه بیشترین تفاوت بین نتایج بدست ‌آمده در مناطق با اختلاف ارتفاع بالا و در واقع حاشیه تصویر وجود دارد. برای دو مدل ارتفاعی در روش پراكنش‌كننده‌های دائمی میزان 2/0 میلیمتر اختلاف در بیشینه نرخ بالاآمدگی و 1/1 میلیمتر اختلاف در بیشینه نرخ فرونشست در راستای خط دید ماهواره مشاهده گردید و در روش خط مبنای كوتاه این میزان به ترتیب 4/0 و 1 میلیمتر بدست آمد. به منظور بررسی بهتر اختلاف بین نتایج، 6 نقطه در منطقه مورد بررسی قرار گرفت كه اختلاف بین نتایج در برخی نقاط به 4 میلیمتر نیز می‌رسید. این در حالی است كه دقت روش‌های پراكنش‌كننده‌های دائمی و خط مبنای كوتاه در صورت انتخاب تصاویر و تداخل‌نماهای مناسب به 1 میلیمتر می‌رسد. به منظور بررسی معنادار بودن یا تصادفی بودن اختلافات از آزمون معناداری آماری با استفاده از میانگین نتایج استفاده گردید. نتیجه آزمون بیانگر معناداری آماری نتایج در سطح معنی‌دار 10 درصد بود. در مناطق هموارتر نتایج حاصل از دو مدل ارتفاعی شباهت بسیار به یكدیگر دارند. در نتیجه در مناطق دارای توپوگرافی بالا، برای رسیدن به دقت مناسب، استفاده از مدل ارتفاعی هرچه دقیق‌تر، امری ضروری است.

Todayʹs digital elevation models have many applications in various fields including engineering projects and management of natural resources and etc. One of these applications is a topographic correction in InSAR to find the amount and rate of displacements. The purpose of this paper is to compare the effects of two digital elevation models with a resolution of 30 m and 90 m in order to obtain displacement rates from radar images. Persist Scatterer and Small Baselines methods were used to compute the displacement rate in the region. Processing was performed with both models SRTM and ASTER. The maximum difference between the results from two elevation models is observed in areas with a high elevation difference. In both methods, the number of persist scatterers in the case of model ASTER is less than model SRTM. In areas with low elevation differences, the results of two elevation models are very similar to each other. But in areas with high topography, the low resolution elevation model does not have the ability to deliver results with appropriate accuracy. In PS method there are 0.2 mm difference in maximum and 1.1 mm in minimum of displacement rate field and in Small Baselines method, these rates were 4 and 1 mm respectively. In order to better evaluate the results, six points in the region were examined. The maximum difference between the results was 4 mm. This difference is significant at the ten percent level of confidence. As a result, in areas of high topography, it is necessary to use the more accurate digital elevation model to achieve higher accuracy.