The review of observer-controlled factors ensuring the quality of radarometric images taken in GBInSAR technology and the methods of their verification

• Autorzy: Szafarczyk A.

Identyfikatory

DOI

10.4467/21995923GP.17.008.7742

Warianty tytułu

PL

Przegląd kontrolowanych przez obserwatora czynników, które warunkują jakość zobrazowań radarometrycznych wykonanych w technologii GBInSAR wraz z metodami ich weryfikacji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the Ground Based InSAR technology, the proper setting the measurement conditions is a fundamental factor. The observer decides on the localization of radar both in horizontal and vertical plane, as well as the vertical angle of the antenna beam’ inclination and on the form of the measurement stand, which has to be constructed or adapted. Depending on the observer’s accuracy and optimization of the measurement procedures, the results can be loaded with bigger or smaller errors. The article presents observer-dependent factors, their influence on the accuracy of measurement with the accuracy analysis and author’s geometric corrections of the obtained displacement values. The influence of the localization of radar on the resolution of the obtained radarogram was also discussed. The influence of the applied antennas and the distance to the target on the accuracy measurement were analyzed. The potential area that could be measured from one radar stand was defined. Due to the fact that the displacement values obtained in the direction of wave emission, the formulas were presented to allow the reduction of the obtained values to the values of horizontal displacements, introduced based on all the possible radar configurations in the relation to the monitored area. To obtain coherent images it is necessary to provide a stable radar stand. To achieve this, the measurement and calculation procedure of such control was presented. Following the recommendations formed in the conclusions presented in the article will allow obtaining the result of the highest possible accuracy.

PL

W naziemnej technologii InSAR prawidłowe ustalenie warunków pomiaru jest czynnikiem fundamentalnym. Obserwator decyduje o lokalizacji radaru zarówno w płaszczyźnie poziomej, jak i pionowej, a także pionowym kącie pochylenia wiązki emitowanej przez radar oraz formie stanowiska pomiarowego, które należy samodzielnie wykonać lub zaadaptować. W zależności od prawidłowości i optymalizacji procedur pomiarowych podjętych przez obserwatora wyniki pomiaru mogą być obarczone większymi lub mniejszymi błędami. W artykule przedstawiono czynniki zależne od obserwatora, ich wpływ na dokładność pomiaru wraz z jego analizą dokładności oraz opracowanymi przez autora poprawkami geometrycznymi wartości przemieszczeń. Omówiono także wpływ wyboru pozycji (dystansu) radaru na rozdzielczość uzyskiwanego radarogramu. Przeanalizowano wpływ zastosowanych anten oraz długości celowej na dokładność pomiaru oraz określono potencjalne pole powierzchni możliwe do pomiaru z jednego stanowiska radaru. Ze względu na fakt uzyskiwania wartości przemieszczeń na kierunku emisji fali, przedstawiono wzory pozwalające na zredukowanie uzyskanych wartości do wartości przemieszczeń poziomych, które wyprowadzono w oparciu o wszystkie możliwe konfiguracje radaru względem monitorowanej powierzchni. W celu uzyskiwania koherentnych obrazów konieczne jest zapewnienie stabilnego stanowiska. W tym celu przedstawiono procedurę pomiarową i obliczeniową takiej kontroli. Zastosowanie się do wniosków przedstawionych w artykule pozwoli na uzyskanie zobrazowania radarometrycznego o najwyższej możliwej dokładności.

Słowa kluczowe

EN

ground based radar interferometry; quality of radarometric images; observer-controlled factors

PL

naziemna interferometria radarowa; jakość zobrazowań radarometrycznych; czynniki zależne od obserwatora

• Wydawca: Polska Akademia Umiejętności
• Czasopismo: Geoinformatica Polonica
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 16
• Strony: 139--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Szafarczyk A.

• AGH University of Science and Technology

Bibliografia

• 1. Bem, D.J. (1973) Anteny i rozchodzenie się fal radiowych. WNT, p. 327-336
• 2. Dehls, J.F. et al. (2014) Use of Satellite and Ground Based InSAR in Hazard Classification of Unstable Rock Slopes. In: Sassa K., Canuti P., Yin Y. (eds) Landslide Science for a Safer Geoenvironment. Springer, Cham, p. 389-392 DOI https:// doi.org/10.1007/978-3-319-05050-8_60
• 3. Gocał, J. et al. (2013) Determination of displacement and vibrations of engineering structures using ground-based radar interferometry. AGH University of Science and Technology Press, Kraków, 264 pages
• 4. Grzybek, R. (2017) Identification and analysis of mining areas subsidence with using InSAR technique based on sentinel-1 SAR imagery. Geoinformatica Polonica, Vol.16 (2017), p. 53-67, online publication date: 14.09.2017
• 5. Guido, L. (2010). Ground Based SAR Interferometry: a Novel Tool for Geoscience, Geoscience and Remote Sensing New Achievements, Pasquale Imperatore and Daniele Riccio (Ed.), ISBN: 978-953-7619-97-8, InTech, Available from: http://www.intechopen.com/books/geoscience-and-remote-sensing-newachievements/ground-based-sar-interferometry-a-novel-tool-for-geoscience
• 6. IBIS-L Controller ver.02.00.000 – User Manual, IDS, (2008)
• 7. ITU-R Recommendations, Attenuation by atmospheric gases, ITU-R P.676-5, Geneva, (2001)
• 8. Janusz, W. (2005) Metoda obliczania pionowych przemieszczeń i deformacji fundamentu budowli z identyfikacją i uwzględnieniem symptomów jego nieciągłości. Prace Instytutu Geodezji i Kartografii, tom LI, zeszyt 109
• 9. Krawczyk, A., Perski, Z. (2000) — Application of satellite radar interferometry on the areas of underground exploitation of copper ore in LGOM–Poland. International Congress of the International Society for Mine Surveying, 2: 209–218
• 10. Monserrat, O., Crosetto, M., Luzi, G. (2014) A review of groundbased SAR interferometry for deformation measurement. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Volume 93, p. 40-48.
• 11. Ogundare, J.O., (2015) Precision Surveying: The Principles and Geomatics Practice, John Wiley and Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 620 pages
• 12. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 8.04.2013 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących prowadzenia ruchu odkrywkowego zakładu górniczego, Dziennik Ustaw, 2013, poz. 1008
• 13. Simons, M., Rosen, P., (2007) Interferometric Synthetic Aperture Radar Geodesy Treatise on Geophysics, Schubert, G. (ed.), Volume 3- Geodesy, Elsevier Press, p. 391-446, http://www. gps.caltech.edu/~simons/pdfs/Simons_Treatise.pdf
• 14. Surhone, L.M., Timpledon, M.T., Marseken, S.F. (2010) Signal to Noise Ratio (Image processing), VDM Publishing, 128 pages
• 15. Szafarczyk, A., Rybicki, S., Woźniak, H., Lenda, G., Kaczmarczyk, R., Ligas, M., Krokoszyński P., Gawałkiewicz, R., Tchórzewska, S., Szymanowski, R. (2013) Badania kinematyki powierzchniowych ruchów masowych z wykorzystaniem naziemnej interferometrii radarowej, Szafarczyk, A. and Rybicki, S. (ed), Wydawnictwa AGH, Kraków, pp. 126
• 16. Szafarczyk, A. (2016a) Application of modern measurement technologies in the displacement determination, ESASGD International conferences on Earth sciences and sustainable geo-resources development, Vietnam, p. 282–291
• 17. Szafarczyk, A. (2016b) Using corner reflectors as ground control points in ground based SAR interferometry. International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2017 Vol. 17 iss. 22, Geodesy and mine surveying. Sofia p. 749–756
• 18. Witkowski, W., Malinowska, A., Hejmanowski, R. (2017) Evaluation of the Sentinel-1A radar interferometry accuracy applied in mining areas. Przegląd Górniczy, vol. 73 no 1, p. 78–83