Zaawansowane techniki InSAR w monitorowaniu osuwisk

• Autorzy: Perski Zbigniew

Identyfikatory

DOI

10.7306/2019.29

Warianty tytułu

EN

Advanced InSAR techniques in landslide monitoring

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

In recent years, there has been a rapid development of SAR acquisition techniques and all new satellite radar missions are equipped with SAR devices allowing beam steering. This paper presents results of experimental application of TerraSAR-X in ultra-high resolution SpotLight and Staring SpotLight modes for the area of the Just landslide in the Rożnow lake area. Another analyzed example was to use data of the medium resolution Sentinel-1 data acquired in the TOPS mode for the Huciska and Zapadle landslides in Szymbark. In this case, a network of 12 radar reflectors (corner reflectors) was installed to make the results independent of vegetation conditions on landslides. This study presents preliminary results of measurements and discusses the potential of applications and directions of further work.

Słowa kluczowe

PL

ryzyko osuwiska; monitorowanie; SAR; sterowanie wiązką; InSAR; narożny reflektor

EN

landslide hazard; monitoring; SAR; beam steering; InSAR; corner reflector

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Przegląd Geologiczny
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 67, nr 5
• Strony: 351--359
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Perski Zbigniew

• Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy, Centrum Geozagrożeń, ul. Skrzatów 1, 31-560 Kraków

Bibliografia

• 1. BAMLER R., HARTL P. 1998 - Synthetic aperture radar interferometry. Inverse Probl., 14: R1-R54.
• 2. BERARDINO P., FORNARO G., LANARI R., SANSOSTI E. 2002 - A New Algorithm for Surface Deformation Monitoring Based on Small Baseline Differential SAR Interferograms. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., 40: 2375-2383.
• 3. BOCHENEK W., GIL E. 1998 - Obieg wody, substancji rozpuszczonych i zawiesiny w zlewni Bystrzanki w latach hydrologicznych 1994-1997, [W:] Kostrzewski A. (red.), Zintegrowany monitoring środowiska przyrodniczego. Funkcjonowanie i tendencje rozwoju geoekosystemów Polski. Materiały z IX Sympozjum ZMŚP, Storkowo, 2-4 września 1998. Biblioteka Monitoringu Środowiska, PIOS, Warszawa: 93-103.
• 4. BÜRGMANN R., ROSEN P.A., FIELDING E.J. 2000 - Synthetic Aperture Radar interferometry to measure Earth’s surface topography and its deformation. Ann. Rev. Earth Planet. Sci., 28: 169-209.
• 5. COLESANTI C., WASOWSKI J. 2006 - Investigating landslides with spaceborne synthetic aperture radar (SAR) interferometry. Eng. Geol., 88: 173-199
• 6. DE-ZAN F., GUARNIERI A.M. 2006 - TOPSAR: Terrain observation by progressive scans. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., 44: 2352-2360. https://doi.org/10.1109/TGRS.2006.873853
• 7. FERRETTI A., PRATI C., ROCCA F. 1999 - Permanent Scatterers in SAR Interferometry, 1-3.
• 8. FRITZ T., EINEDER M. 2013 - TerraSAR-X Basic Product Specification Document TX-GS-DD-3302. Tech. Rep.
• 9. FRUNEAU B., ACHACHE J., DELACOURT C. 1996 - Observation and modelling of the Saint-E’tienne-de-Tine’e landslide using SAR interferometry. Tectonophys., 265: 181-190.
• 10. GARTHWAITE M.C., LAWRIE S., DAWSON J., THANKAPPAN M. 2015 - Corner reflectors as the tie between InSAR and GNSS measurements: Case study of resource extraction in Australia. Eur. Sp. Agency. Spec. Publ., ESA SP SP-731.
• 11. GE N., GONZALEZ F.R., WANG Y., SHI Y., ZHU X.X. 2018 - Spaceborne Staring Spotlight SAR Tomography-A First Demonstration With Terra- SAR-X. IEEE J. Sel. Top. Appl. Earth Obs. Remote Sens., 11: 3743-3756. https://doi.org/10.1109/JSTARS.2018.2851752
• 12. GIL E., KOTARBA A. 1977 - Model of slide slope evolution in flysch mountains (An example drawn from the Polish Carpathians), Catena, 4 (3), Giessen, 233-248
• 13. GOLDSTEIN R.M., ZEBKER H.A., WERNER C.L. 1988 - Satellite radar interferometry: Two-dimensional phase unwrapping. Radio Sci. 23: 713-720.
• 14. GUARNIERI A.M., PARIZZI F., PRATI C., ROCCA F., MONTI GUARNIERI A. 1993 - SAR interferometry experiments with ERS-1. [W:] ESA SP-359, 991-993.
• 15. HARTL P., REICH M., THIEL K.-H., XIAY. 1993 - SAR interferometry applying ERS-1: some preliminary test results. [W:] ESA SP-359, 219-222.
• 16. HOOPER A.J. 2006 - Persistent Scatterer Radar Interferometry for Crustal Deformation Studies and Modeling of Volcanic Deformation.
• 17. HOOPER A.J., BEKAERT D., SPAANS K., ARIKAN M. 2012 - Recent advances in SAR interferometry time series analysis for measuring crustal deformation. Tectonophysics 514-517: 1-13. https://doi.org/10.1016/j.tecto.- 2011.10.013
• 18. HOOPER A.J., ZEBKER H.A., SEGALL P., KAMPES B.M. 2004 - A new method for measuring deformation on volcanoes and other natural terrains using InSAR persistent scatterers. Geophys. Res. Lett., 31: 1-5. https://doi.org/10.1029/2004GL021737
• 19. JENDRYKE M., BALZ T., JIANG H., LIAO M., STILLAU. 2013 - Using Open-Source Components to Process Interferometric TerraSAR-X Spotlight Data. Int. J. Antennas Propag., 1-13. https://doi.org/10.1155/2013/- 275635
• 20. KAMPES B.M., HANSSEN R.F., PERSKI Z. 2003 - Radar Interferometry with Public Domain Tools. [W:] Proceedings of FRINGE, 1-5.
• 21. MARINKOVIC P., KETELAAR V.B.H., LEIJEN F.J. VAN HANSSEN R.F. 2008 - InSAR Quality Control: Analysis of Five Years of Corner Reflector Time Series. Proceedings of Fringe Workshop, ESA SP-649, 26-30.
• 22. MASSONNET D., FEIGL K.L. 1998 - Radar interferometry and its application to changes in the earth’s surface. Rev. Geophys., 36: 441-500.
• 23. MITTERMAYER J., WOLLSTADT S., PRATS-IRAOLA P., SCHEIBER R. 2014 - The TerraSAR-X Staring Spotlight Mode Concept. IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., 52: 3695-3706. https://doi.org/10.1109/TGRS.- 2013.2274821
• 24. PERISSIN D., FERRETTI A., PRATI C., ROCCA F. 2006 - On the physical characterization of SAR Permanent Scatterers in urban areas. Proc. EUSAR’06.
• 25. PERSKI Z. 1999 - Osiadania terenu GZW pod wpływem eksploatacji podziemnej określane za pomocą satelitarnej interferometrii radarowej (InSAR). Prz. Geol., 47(2): 171-174.
• 26. PERSKI Z., HANSSEN R.F., WÓJCIK A., WOJCIECHOWSKI T. 2009 - InSAR analyses of terrain deformation near the Wieliczka Salt Mine, Poland. Eng. Geol., 106. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2009.02.014
• 27. QIN Y., PERISSIN D., LEI L. 2013 - The Design and Experiments on Corner Reflectors for Urban Ground Deformation Monitoring in Hong Kong. Int. J. Antennas Propag. 2013. https://doi.org/10.1155/2013/191685
• 28. RACZKOWSKI W., WÓJCIK A. 2007 - Karta dokumentacyjna osuwiska (nr ew. 1205042-145). http://mapa.osuwiska.pgi.gov.pl (dostęp 19.02.2019 r.).
• 29. RACZKOWSKI W. 2012 - Szymbark - Zapadle. [W:] Wójcik A., Chowaniec J. (red.), Osuwiska w województwie małopolskim. Urząd Marszałkowski w Krakowie, 75-77.
• 30. RACZKOWSKI W. 2014 - Karta dokumentacyjna osuwiska wraz z opinią (nr ew. 1205042-141) w miejscowości Szymbark. Nar. Arch. Geol. PIG-PIB, Kraków.
• 31. REFICE A., BOVENGA F., GUERRIERO L., WASOWSKI J., INTERATENEO D., AMENDOLA V. 2001 - DInSAR applications to landslide studie. Proc. IGARS 2001 Sydney, Australia, 3-5.
• 32. SINGLETON A., LI Z., HOEY T., MULLER J.-P. 2014 - Evaluating sub-pixel offset techniques as an alternative to D-InSAR for monitoring episodic landslide movements in vegetated terrain. Remote Sens. Environ., 147: 133-144. https://doi.org/10.1016Zj.rse.2014.03.003
• 33. WASOWSKI J., BOVENGA F., NUTRICATO R., CONTE D., REFICE A., GRANICZNY M. 2007 - Satellite interferometry reveals spatial patterns of subsidence in the ancient Wieliczka Salt Mine (UNESCO Heritage Site, Poland). Proceedings of the Workshop Fringe 2009 - Advances in the Science and Applications of SAR Interferometry, 1-7.
• 34. WASOWSKI J., BOVENGA F. 2014 - Investigating landslides and unstable slopes with satellite Multi Temporal Interferometry: current issues and future perspectives. Eng. Geol., 174: 103-138.
• 35. WOJCIECHOWSKI T., PERSKI Z., WÓJCIK A. 2008 - Wykorzystanie satelitarnej interferometrii radarowej do badań osuwisk w polskiej części Karpat. Prz. Geol., 56: 1087-1091.
• 36. WÓJCIK A. 1959 - Osuwiska ziemi w Beskidzie Niskim i w Bieszczadach. Wierchy, 27: 189-194.
• 37. WÓJCIK A., NOWICKA D. 2010 - Karta dokumentacyjna osuwiska wraz z opinią (nr ew. 1210102-014) w miejscowości Świdnik. Nar. Arch. Geol. PIG-PIB, Kraków.
• 38. ZIÓŁKOWSKI D. 2007 - Środowiskowe uwarunkowania efektywności interferometrii radarowej w badaniach ruchów masowych w terenach górskich. Teledetekcja Środowiska, 37: 101-160.
• 39. XIA Y., KAUFMANN H., GUO X. 2002 - Differential SAR Interferometry Using Corner Reflectors. Proceedings of IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, 2: 1243-1246. https://doi.org/10.1109/- IGARSS.2002.1025902

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).