SAR-interferometrie (2)
vm2K: 4^ 4in
De interferometrische vervaardiging van
digitale hoogtemodellen
SAR-interferometiy, DEMs, system analysis
SAR-interferometrie, DHM's, systeemanalyse
In dit tweede deel van de reeks over SAR-interferometrie
(InSAR) wordt beschreven hoe uit interferometrische
faseverschillen hoogtemodellen (DHM's) worden
gemaakt. Achtereenvolgens zal worden besproken welke
principes deze hoogtemeting mogelijk maken, welke
verwerkingsstappen moeten worden volbracht en wat
de haalbare nauwkeurigheden zijn. Hierna zal worden
afgesloten met een evaluatie van de foutenbronnen en
de significantie van de techniek.
Voor interferometrische hoogteme
ting zijn twee SAR-opnamen van het
zelfde gebied nodig. De beide radar
antennes kunnen bijvoorbeeld aan
weerszijden van een vliegtuig worden
bevestigd, waarbij de beide opnamen
tegelijkertijd tot stand komen: de in
stantane configuratie. Een tweede me
thode maakt gebruik van slechts één
antenne die na het maken van de eer
ste opname weer wordt teruggebracht
op ongeveer dezelfde positie om de
tweede opname te maken. Deze her
halingsconfiguratie wordt vooral toe
gepast bij satellieten die door hun her-
halingsbanen weer op bijna dezelfde
plek terugkeren.
Beide SAR-beelden bestaan uit een
groot aantal pixels, waarbij voor elke
pixel een amplitude en een fase wor
den gemeten. De amplitude is een
maat voor de reflectiesterkte van het
betreffende gebiedje. De fase bestaat
uit twee componenten: een afstandsaf-
hankelijk gedeelte en een gedeelte dat
gevormd wordt door de willekeurige
terreineigenschappen. Het interfero
metrische principe gaat ervan uit
dat, wanneer de terreineigenschappen
identiek zijn voor beide opnamen, het
faseverschil tussen overeenkomstige pixels in de beide beel
den slechts door de afstandsafhankelijke component wordt
gevormd. Met andere woorden: het faseverschil correspon
deert met een afstandsverschil. Dit afstandsverschil is in
fig. 1 aangeduid met Ar. De relatie tussen dit afstands
verschil Aren het gemeten faseverschil Acp is weergegeven
in fig. 2: het afstandsverschil ten opzichte van de golf
lengte X moet gelijk zijn aan het faseverschil ten opzichte
A 27t
Uit deze formule zou men kunnen
concluderen dat uit een gemeten fa
severschil direct een afstandsverschil
kan worden berekend. Dit is jammer
genoeg niet het geval. De fasemeting
heeft namelijk de beperking dat alleen
hoeken tussen 0 en 271 kunnen wor
den gemeten, de fasemeerduidigheid.
Een absolute fasewaarde van 20,3tc
kan dus niet worden onderscheiden
van een fasewaarde van 0,3tc. Het op
lossen van dit probleem, het zoge
naamde „unwrappen" van de fase, is
een bijzondere aangelegenheid, en zal
worden besproken in de volgende
paragraaf. Vooralsnog wordt eenvou
digweg aangenomen dat de absolute
fase toch kan worden gemeten.
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.
Een voorbeeld van de absolute fase is weergegeven in fig. 3.
Van boven naar beneden wordt aangegeven hoe met
InSAR-topografie bijvoorbeeld een kegel wordt waargeno
men. Door de scheve blikrichting van de radar wordt niet
alleen de kegel zelf gemeten, maar ook het faseverloop van
de vlakke aarde (a). Uit de geometrie van de antenne
posities kan worden voorspeld wat het interferometrische
patroon zou zijn voor de vlakke aarde (b). In de vliegrich
ting zal dit patroon immers niet of nauwelijks veranderen,
terwijl loodrecht hierop een systematisch faseverloop voor
spelbaar is. In de tekening is eenvoudigweg een plat vlak
547
GEODESIA
1997-12
KEYWORDS
TREFWOORDEN
Het eerste deel
van deze serie is
verschenen in
Geodesia 1997
no. 4, p. 155 - 162.
