Dinsar , Ra đa khẩu độ tổng hợp giao thoa vi phân

Phương án DInSAR xây dựng
bản đồ hiện trạng trượt lở
ThS. Nguyễn Thị Tâm


Giới thiệu:
• Ra đa khẩu độ tổng hợp giao thoa InSAR sử dụng tín
hiệu sóng điện từ phát ra từ vệ tinh để tính sự dịch
chuyển mặt đất hoặc vật trên nó với độ chính xác mm.
Vệ tinh SAR được phóng từ những năm 1990s, nhiều vệ
tinh mới được phóng để thu thập dữ liệu cho phép phát
hiện sự ổn định của dốc trước và sau sự kiện


Dữ liệu ảnh SAR và phần mềm
Vệ tinh

Băng
tần

Bước sóng

Độ phân
giải

Sentinel – 1A
Sentinel - 1B

C

5,6cm

20m

ERS 1/2

C

5,6cm

30m

JERS 1

L

23cm

Cosmo-Skymed,
TERRA SAR-X-1

X

3cm

Iceye

X

3cm

RadarSat

C

5,6cn

Và một số vệ tinh
radar có thể thực
hiện được kỹ thuật
giao thoa

K

1,2cm

1 đến 5m

Phần mềm

SNAP,
Envi SARSCAPE,
Erdas Imagine interferometry


Nguyên lý của phương pháp InSAR
Tạo ảnh giao thoa:
SAR image 1
Interferogram 1

Interferometric phase

( Int , P1− P 2 )

SAR image 2

✓Pha của ảnh giao thoa bao gồm các thành phần sau:

Pha giao thoa

Khác độ cao
địa hình

Nhiễu từ bất
tương quan

 Int , P1− P 2 =  dis , P1− P 2 +  topo , P1− P 2 +  a , P1− P 2 +  noise, P1− P 2 +  flat −earthP1− P 2 (1)
Dịch chuyển
bề mặt

Ảnh hưởng khí
quyển (APS)

Mặt đất
phẳng


Cấu hình hình học của InSAR
Ảnh SAR được đặc trưng bởi biên độ và
pha. Pha giao thoa được tính là 
=

4π(𝜕𝑟) 4π(𝐵ℎ𝑠𝑖𝑛 − 𝐵𝑣𝑐𝑜𝑠)
=



ℎ=

 𝑟𝑠𝑖𝑛

4π𝐵


Ảnh SAR 1

Ảnh SAR 2

Đăng ký ảnh

Tạo ảnh giao thoa
Lọc nhiễu
Làm phẳng pha

Giải mở pha

Tạo DEM
Geocoding

Quy trình kỹ thuật INSAR

• =𝐷𝐸𝑀 + 𝑓𝑙𝑎𝑡 + 𝑑𝑖𝑠𝑝 + 𝑎𝑡𝑚 + 𝑛𝑜𝑖𝑠𝑒
ℎ 𝐵𝑛 4π 4π 𝐵𝑛 𝑠 4π
+ d
𝑠𝑖𝑛 𝑅0 
 𝑅𝑡𝑎𝑛 
• 𝑑𝑖𝑠𝑝 + 𝑎𝑡𝑚 + 𝑛𝑜𝑖𝑠𝑒 =-𝐷𝐸𝑀 + 𝑓𝑙𝑎𝑡
• Khi nhiễu và ảnh hưởng khí quyển nhỏ (Sử dụng ảnh SAR thu được
trong mùa khơ và đường đáy vng góc của các vệ tinh là nhỏ)


Tạo ảnh giao thoa vi phân (DInSAR)

Pha giao thoa

Nhiễu do bất
tương quan

Pha địa hình

 Int , P1− P 2 =  dis, P1− P 2 +  topo, P1− P 2 +  a , P1− P 2 +  noise, P1− P 2 +  flat−earthP1− P 2 (1)
Displacement

Khí quyển
(APS)

Trái đất phẳng

DEM
Ảnh giao thoa

Ảnh giao thoa vi
phân

Dữ liệu quỹ đạo
sensor chính xác

( DInt )


Chiết tách hiện trạng trượt lở tại khu vực nghiên cứu trên
cặp ảnh radar với phần mềm SNAP:
Ảnh Sentinel 1 chính
Tài liệu khảo
sát thực địa

Đăng ký ảnh

Ảnh Sentinel 1 phụ

Tạo ảnh giao thoa
InSAR

DInSAR
Mở pha
sử dụng
SNAPHU

Bản đồ biến
dạng bề

mặt khu
vực nghiên
cứu

Bản đồ hiện
trạng trượt lở


Download ảnh SAR
• />• Đăng ký và tải ảnh


Cài đặt Snaphu
• Tools>plugins
• Tìm Snaphu unwrapping trong available plugins và click vào đó rồi cài
đặt.
• Click next và restart snap


Open the product – Mở ảnh sar
• Vào biểu tượng Open the product trên munu bar, đi theo đường dẫn
đến file zip của ảnh để mở ảnh
• Quick look for preview the dataset in an RGB
• View ảnh trong world map


Coregistration – Đăng ký ảnh gồm các bước
sau:
• TOPS Split: Radar > Sentinel-1 TOPS > S-1 TOPS Split
• Apply orbit information: Radar > Apply orbit file

• Back geocoding and enhanced spectral diversity: Radar >
Coregistration > Sentinel-1 TOPS Coregistration > S-1 Back geocoding
• Khi split từ 2 bursts trở lên cần S-1 Enhanced Spectral Diversity
Radar > Coregistration > Sentinel -1 TOPS Coregistration > S-1 Enhanced
Spectral Diversity (ESD)





Interferogram formation and Coherence
Estimation: Tạo giao thoa
• Radar > Interferometric > Products > Interferogram formation
• Subtract flat – earth phase: Pha trái đất phẳng được xác định nhờ sử
dụng dữ liệu quỹ đạo và được trừ đi từ ảnh giao thoa
• Subtract topographic phase: Nếu muốn biết sự thay đổi độ cao địa
hình thì sẽ khơng trừ đi pha độ cao địa hình. Nhưng do muốn biết sự
dịch chuyển bề mặt đất nên sẽ trừ đi pha độ cao địa hình sử dụng
DEM có sẵn








TOPS Deburst và lọc nhiễu: với việc sử dụng giữ liệu chứa từ hai bursts trở lên sẽ
tồn tại đường ngăn cách các bursts. Cần TOPS Deburts để loại bỏ đường ngăn
cách này. Cần lọc nhiễu để làm rõ ràng hơn các vân giao thoa

Radar > Sentinel-1 TOPS > TOPS Deburst
Radar > Interferometric > Filtering > Goldstein Phase Filtering