SAR-interferometrie (I)
Een nieuwe geodetische techniek voor het bepalen van
hoogten en hoogteveranderingen
Radar
GEODESIA
1997-4
physical geodesy, SAR-interferometry, background
fysische geodesie, SAR-interferometrie, achtergronden
KEYWORDS
TREFWOORDEN
Het is meer dan veertig jaar geleden dat men ontdekte
dat met radar in bijzondere gevallen een resolutie van
enkele meters haalbaar is door gebruik te maken van de
Doppler-verschuiving van het gereflecteerde signaal. Deze
radar-techniek wordt SAR genoemd. Bij radar wordt de
signaalsterkte en de looptijd van het signaal gemeten, bij
SAR wordt daar nog de frequentie aan toegevoegd.
Hierdoor is het mogelijk om vanuit een vliegtuig of
satelliet hoge-resolutie afbeeldingen van het aardopper
vlak te maken. Deze techniek kan nieuwe perspectieven
in de geodesie bieden. Het doel van dit artikel is de
geodetische praktijk bekend te maken met het inter-
ferometrisch gebruik van de SAR-signalen. Vergeleken
met bijvoorbeeld GPS en waterpassen kan SAR als
complementair worden beschouwd. In bepaalde gevallen
zou SAR-interferometrie deze „klassieke" geodetische
technieken in de toekomst zelfs kunnen vervangen.
Vergeleken met bekende optische sys
temen die in het zichtbare of infrarood
gedeelte van het spectrum werken, is
SAR een fundamenteel andere tech
niek voor aardobservatie met eigen
schappen die zowel binnen de remote
sensing technieken als ook binnen de
ruimte-geodetische technieken uniek
zijn:
radar is een actief systeem: het zendt
zelf de signalen uit waarvan de re
flecties worden opgevangen. Hier
door is dag en nacht waarneming
mogelijk;
radar kan „onafhankelijk" van de
weersomstandigheden worden toe
gepast: mist, vochtigheid of wolken
hebben geen significant effect op
radargolven;
de geometrische resolutie van SAR is
onafhankelijk van de hoogte boven
het aardoppervlak en van de golf
lengte.
SAR kan bijvoorbeeld informatie leveren over de fysische
eigenschappen van het aardoppervlak, over de vegetatie en
over de bovenste ondergrond. Voorbeelden zijn onder
andere de morfologie en de di-elektrische eigenschappen.
Ook kan SAR worden gebruikt voor het bepalen van de
topografie, voor deformatiemetingen en voor het monito
ren van zeestromingen, rivierstromingen en ijsbewegingen.
Zelfs de groeisnelheid van planten zou met behulp van
SAR kunnen worden gemeten. Vanuit geodetisch oogpunt
is het met name het vermogen kleine veranderingen van
land- of ijstopografie met een hoge resolutie en subcenti-
meter-nauwkeurigheid te bepalen, dat SAR tot één van de
meest interessante ruimte-geodetische technieken maakt.
Bovendien kunnen meetperioden van dagen tot jaren wor
den bestreken en zijn ruimtelijke schalen van enkele meters
tot wereldwijd haalbaar. Tot op heden is er geen andere
techniek met zulke eigenschappen.
Een radar (RAdio Detection And
Ranging) is een sensor die bestaat uit
een zender, een antenne en een ont
vanger. Meestal wordt de antenne af
wisselend door zowel de zender als de
ontvanger gebruikt. Het door de zen
der geproduceerde signaal bestaat uit
een opeenvolging van zeer korte pul
sen die gemoduleerd worden op een
draaggolflengte die één tot honderd
centimeter kan bedragen. De energie
van de puls wordt aan het aardopper
vlak in alle richtingen verstrooid.
Slechts een klein deel van de totale
energie wordt weer in dezelfde rich
ting gereflecteerd en kan door de an
tenne worden opgevangen. De ont
vangen pulsen worden vervolgens in
digitale gegevens vertaald en opgeslagen om later te worden
verwerkt tot beelden.
Prof. Dr.-Ing.
R. A. P. Klees,
hoogleraar
fysische geodesie,
ir. R. F. Hanssen
en S. Usai M.Sc.,
beiden AIO, aan
de TU Delft.
155
