Dit artikel, het eerste uit een serie van drie, geeft een in
leiding in de techniek van SAR en het voor geodetische
toepassingen interessante interferometrisch SAR. Voorts
worden verschillende implementaties van SAR-inter-
ferometrie beschreven, zoals vliegtuig-SAR en satelliet-
SAR. Verder zal een overzicht worden gegeven over
potentiële toepassingen en worden de bereikbare nauw
keurigheden en beperkingen besproken, die momenteel
door de Dutch Interferometry Group (TU Delft, TNO,
Meetkundige Dienst en ITC) worden onderzocht. Het
tweede deel behandelt de toepassing van interferome
trisch SAR voor het bepalen van terreinhoogten. Eerst
zal worden uitgelegd hoe in principe terreinhoogten uit
SAR-beelden kunnen worden verkregen. Daarna wor
den enkele voorbeelden gegeven en worden de bereik
bare nauwkeurigheden, de meest belangrijke fouten
bronnen en de voornaamste beperkingen behandeld.
Ook wordt een vergelijking gemaakt met al bestaande
geodetische technieken en zullen de voor- en nadelen
van interferometrisch SAR worden besproken. Het laat
ste deel behandelt de toepassing van interferometrisch
SAR voor het met hoge nauwkeurigheid bepalen van
deformaties. Naast het principe worden enkele voor
beelden aangegeven, onder andere van meetexperimen-
ten in Groningen. De meest belangrijke foutenbronnen
en de haalbare nauwkeurigheden worden besproken.
Een vergelijking met GPS en waterpassen, en de moge
lijkheden voor een integratie van interferometrisch SAR
met GPS en waterpassen zullen de serie afronden.
mee de snelheidscomponent van de
sensor in de richting van het doel, con
tinu verandert. Door de informatie uit
het Doppler-effect te gebruiken naast
de informatie uit de reflecties zelf, kan
op kunstmatige wijze een beeld wor
den vervaardigd met een betere azi-
mut-resolutie. Het verkregen beeld is
vergelijkbaar met een beeld dat zou
worden verkregen wanneer een (hypo
thetische) antenne zou worden ge
bruikt, waarvan de lengte gelijk is aan
de afstand tussen de posities 1 en 2.
De antennelengte is dan even groot als
de breedte van de footprint van een
puls. Deze synthetische antennelengte
wordt nu de synthetische apertuur ge
noemd. De op deze manier verkregen
azimut-resolutie is gelijk aan de helft
van de werkelijke, fysische antenne
lengte. Een belangrijk gevolg hiervan
is dat de azimut-resolutie onafhanke
lijk is van de afstand tussen sensor en
aardoppervlak. Dit is in te zien door- Fig. 2.
dat een vergroting van deze afstand Principe van
een grotere footprint betekent, waar- synthetische
door een grotere synthetische apertuur apertuur radar
mogelijk is. Ondanks de grotere af- (SAR).
stand kan door de langere waarnemingstijd dus toch dezelf
de azimut-resolutie worden bereikt. Een ander belangrijk
gevolg is dat een verkleining van de antennelengte gunstig
is voor de azimut-resolutie. Dit staat in schril contrast met
de situatie voor optische systemen of „normale" radarsyste
men, waar juist een vergroting van de antenne nodig is om
een hogere resolutie te halen. Overigens is deze minimale
antennelengte natuurlijk begrensd: om de gereflecteerde
echo's goed te kunnen detecteren, is een bepaalde mini
mumlengte vereist, gebaseerd op de specifieke eigenschap
pen van de radar.
SAR-beeld
Na verwerking van de echo's kan een beeld van het aard
oppervlak worden vervaardigd. Een voorbeeld van zo'n
SAR-beeld is het in fig. 3 getoonde intensiteitsbeeldhierin
wordt de sterkte of intensiteit van het weerkaatste signaal
als grijswaarde weergegeven. Dit intensiteitsbeeld is samen
gesteld uit pixels (picture elements). Ieder pixel bestaat uit
het weerkaatste signaal van het overeenkomstige gebied op
het aardoppervlak. Het pixel is wit wanneer een groot deel
van de uitgezonden puls richting sensor wordt gereflecteerd
en zwart wanneer slechts een klein gedeelte van de puls naar
de sensor wordt weerkaatst. De verstrooiingseigenschappen
van een gebied zijn op een ingewikkelde manier afhankelijk
van meerdere factoren, zoals de chemische en fysische ei
genschappen van het terrein en de polarisatie en golflengte
van de puls. Een veel gebruikte vuistregel is: „hoe helderder
het pixel, hoe ruwer het terrein". Doordat de radar met een
vaste invalshoek het terrein „belicht", zal een perfect vlak
horizontaal oppervlak zich als een spiegel gedragen: de in
valshoek van de straling is gelijk aan de hoek van terugkaat
sing. Er wordt in dit geval dus geen echo door de radar
waargenomen, waardoor het radarbeeld zwart blijft. Een
zeer ruw oppervlak daarentegen weerkaatst de invallende
straling in vele richtingen, waaronder een significant deel
terug naar de radar. Dit gebied is wit in het radarbeeld.
In fig. 3, een SAR-beeld opgenomen in februari 1996, is
een aantal van deze eigenschappen goed te zien. Het gladde
ijs op het IJsselmeer geeft zeer weinig reflectie terug in de
richting van de satelliet. De lichtere gebieden zijn niet-
157
GEODESIA
1997-4
svntetische antenne
fysische
antenne
