合成孔徑雷達干涉技術(D-InSAR)   

 

合成孔徑雷達干涉技術(Interferometry Synthetic Aperture Radar, InSAR )是利用重複軌道的方式,獲取不同時間同一地區的SAR影像,以SAR影像中所儲存的複數資料中之相位(Phase)值來粹取出地表的三維資訊,並利用空載及衛星的SAR感測器在側視的幾何條件下,以干涉技術(Interferometry)獲得地表的高程 ...  

 

 

合成孔徑雷達干涉技術(Interferometry Synthetic Aperture Radar, InSAR )是利用重複軌道的方式,獲取不同時間同一地區的SAR影像,以SAR影像中所儲存的複數資料(Complex Data)中之相位(Phase)值來粹取出地表的三維資訊,並且利用空載及衛星的SAR感測器在側視的幾何條件下,以干涉技術(Interferometry)獲得地表的高程資料。 

雷達干涉幾何示意圖

        合成孔徑雷達差分干涉法(Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar, D-InSAR) 是用來量測目標物的微量移動,例如變遷偵測。其為利用不同時期的兩幅InSAR干涉圖相減消去原始地形效應後,得到純粹因地形變形所產生的相位值。這個技術可提供至幾個公分級或更少的相對精度。
以下為以合成孔徑雷達差分干涉技術(
D-InSAR)於彰化雲林地區之地表變形研究。由於台灣位於亞熱帶區域,在乾濕季有極大的水氣變化,甚至影響干涉的成果,彰雲地區在乾季(十月~隔年三月)所得到之影像較少短波長之變化,大多反應實際地表變化,然而在濕季(四月~九月)所得到之影像可明顯發現短波長的擾動,因此得到的干涉結果包含了地表變形疊加水氣、雲層等,為了不增加結果的誤差,故僅選取乾季時間的地表變化疊加分析。為了進一步探討彰雲地區沿海至內陸地層下陷演變,選取其中民國86年乾季影像套疊工研院繪製之年平均下陷速率等值線圖,其中彰化地區為民國8486年平均下陷速率等值線,雲林地區則為民國85-87年平均下陷速率等值線,由圖可發現,InSAR影像於乾季140天疊加之地表變形趨勢與水準檢測所繪製之年平均下陷速率相當一致。從結果來看,彰雲地區之地層下陷主要集中在濁水溪出海口(大城鄉、二林鎮)及雲林縣內陸地區(元長鄉、土庫鎮)。說明了利用此項技術能夠快速的取得大面積的地表變形情況,有助於作為地殼變動與地層下陷潛勢與警示分析之依據。 

2    1997InSAR乾季地表變形速率與水準檢測年平均下陷比對

3 (A) 台南地區的地形圖及構造單元。黃色三角形表示GPS測站位置,黑點表示水準測量點。1為台南斷層,2為後甲里斷層,3為中洲斷層。I為台南台地,II為大灣低地,III為中洲台地。地形剖面切過台南台地。(B) B-A干涉圖(910天,ha=80.1公尺)。(C) F-A干涉圖(1610天,ha=103.6公尺)。

4 (A) 沿圖三AA’剖面的5條相位回復圖。(B)沿著AA’剖面,比較GPSD-InSAR的垂直位移資料及精確的水準測量結果。綠色帶為5條剖面的標準差,顯示在大灣低地(見圖3)的標準差大。TF:推測的台南斷層。CF:推測的中洲斷層。

5 拆解地形相後的視衛星方向累進位移(SRD)干涉圖。(B) 沿著主要斷層上與滑脫帶相關的pop-up模型,推測斷層的滑動速率。