Please ensure Javascript is enabled for purposes of website accessibility
plus
reset
minus
plus
minus
تاریخ انتشارپنجشنبه ۸ مهر ۱۴۰۰ ساعت ۱۰:۳۶
کد مطلب : ۴۶۷۳
اداره کل زمین سنجی و نقشه برداری زمینی:

تداخل‌سنجی راداري مبتنی بر پراکنش‌کننده‌های دائمی  

مهندس غلامرضا کریم‌زاده، عضو کمیته مخاطرات زمینی سازمان نقشه‌برداری کشور
تداخل‌سنجی راداري مبتنی بر پراکنش‌کننده‌های دائمی  
plusresetminus

تداخل‌سنجی راداري مبتنی بر پراکنش‌کننده‌های دائمی  
مهندس غلامرضا کریم‌زاده، عضو کمیته مخاطرات زمینی سازمان نقشه‌برداری کشور
 
تداخل‌سنجی راداری (InSAR) تکنیکی ژئودتیک، برای پایش و برآورد تغییر شکل و جابجائی‌های پوستۀ زمین، درون شبکه‌ای از پراکنش‌کنندها یا بازتابنده‌های راداری است. هم اکنون این فناوری به طور گسترده‌ای در پایش و ارزیابی جابجایی زمین استفاده می‌شود. تصحیح خطاهای سیستماتیک‌ مانند تأخیر جوی و حل ابهام فاز و همچنین دست‌یابی به دقت پایش میلی‌متري جابجائی‌ها در این روش، نیازمند ایجاد شبکه‌ای دقیق از پراکنش‌کننده‌های دائمی[1] (PS) منسجم و پایدار است. پراکنش‌کننده‌های دائمی که اغلب در مناطق شهری از تراکم بالائی برخوردارند، با هدف رفع محدودیت‌هاي روش تداخل‌سنجی معمولی از جمله عدم همبستگی‌هاي مکانی و زمانی و نیز اثر اتمسفر، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در اواخر دهۀ 1990 میلادی مشخص شد که برخی از عوارض سطح زمین ویژگی‌هاي بازپراکنشی نسبتاً پایداری در طول چندین ماه و حتی چندین سال دارند. عوارض مورد نظر اغلب ابعادی کوچک‌تر از یک پیکسل دارند و کمتر تحت تأثیر عدم همبستگی‌هاي مکانی و زمانی تصاویر رادار روزنه مصنوعی[2] قرار می‌گیرند. این عوارض که حتی در حدود بحرانی خطوط مبنای زمانی و مکانی نیز دارای همدوسی[3] بالایی هستند، پراکنش‌کننده‌های دائمی نامیده می‌شوند. پیکسل‌های حاوی پراکنش‌کننده دائمی دارای رفتار فازی یکنواخت و پایدار در طول زمان هستند؛ به عبارت دیگر، رفتار فازی در این پیکسل‌ها منطبق بر یک مدل فرضی از جابجایی در زمان است.
در این روش از تداخل‌سنجی راداری ابتدا از میان سری زمانی تصاویر راداری، پیکسل‌ها یا نقاط پراکنش‌کننده دائمی اولیه (کاندید) بر مبنای دامنه‌ی بازپراکنش (یا معیار پایداری دامنه[4]) جداسازی می‌شوند و در مرحله‌ی بعد بر مبنای فاز تصحیح‌شدۀ‌ آن‌ها، نقاط پراکنش‌کننده دائمی اصلی (نهایی) انتخاب می‌گردند. برای انتخاب نقاط کاندیدای پراکنش‌کننده دائمی، رفتار زمانی فاز در این نقاط باید از استحکام و پایداری لازم برخوردار باشد.
در کشور ما، مطالعات متعددی با استفاده از تداخل‌سنجی راداري مبتنی بر پراکنش‌کننده‌های دائمی انجام شده است که از آن جمله می‌توان به بررسی‌های صورت‌گرفته توسط مراکز دانشگاهی در زمینۀ برآورد فرونشست شهر تهران در سال 1396 و فرونشست شهر مشهد در سال 1397 اشاره کرد.
اما در مناطق کم تراکم شهری که ایجاد شبکه‌ای از پراکنش‌کننده‌های دائمی کاری دشوار است و نیز در مناطق بدون ساختمان، سازه‌ یا تأسیسات که فاقد پراکنش‌کننده‌های دائمی باشند، می‌توان از پراکنش‌کننده‌های مصنوعی یا دست‌ساز[5] استفاده کرد. بازتابنده‌های زاویه‌ای[6] از متداول‌ترین پراکنش‌کننده‌های مصنوعی هستند که برای تعیین روند تغییر شکل و جابجائی پوستۀ زمین به کار می‌روند. بازتابنده‌های زاویه‌ای، سطح مقطع راداری و همچنین نسبت سیگنال به نویز بالائی دارند. این ویژگی‌ها موجب می‌شود تا کیفیت تحلیل‌های تداخل‌سنجی راداری بهبود یابد.
در زمینه استفاده از بازتابنده‌های زاویه‌ای به عنوان پراکنش‌کننده‌های دائمی، مطالعه‌ای تحت عنوان "شبکه بازتابندۀ زاویه‌‌ای به عنوان مرجع ژئودتیک برای پایش زمین‌لغزش از طریق سری‌های زمانی تداخل‌سنجی راداری InSAR" در کشور اسلواکی انجام شد و نتایج آن نیز در نشست عمومی 2021 اتحادیه علوم زمین اروپا (EGU) منتشر گردید. در این مطالعه‌، تداخل‌سنجی راداری InSAR روی سری زمانی یک سالۀ سنتینل-1 (Sentinel-1) در پنج منطقۀ تحت تأثیر زمین‌لغزش در اسلواکی انجام شد. در این پژوهش، تعداد 24 بازتابندۀ‌ سه وجهی دوگانه، با دقت در این مناطق استقرار یافتند تا شبکه‌ مرجعی تشکیل شود که به کمک آن بتوان اطلاعات جابجائی قابل اطمینانی را از پهنه‌های مهم زمین‌لغزش به دست آورد. نتایج این بررسی نشان داد که میانگین نسبت سیگنال به کلاتر[7] (یا بازتاب‌های کاذب) بازتابندۀ‌ زاویه‌ای در زمان‌های مختلف، بهتر از 20 دسی‌بل بوده و جابجائی‌های اندازه‌گیری‌شدۀ آن در جهات قائم و شرقی- غربی از چند میلی‌متر تا 3 سانتی‌متر، با میانگین انحراف معیار بهتر از 0.5 میلی‌متر، متغیر بوده است.
در این مطالعه، همچنین با اندازه‌گیری‌های مکرر بازتابندۀ‌ زاویه‌ای به کمک سامانۀ تعیین موقعیت و ناوبری ماهواره‌ای جهانی (GNSS)، جابجائی مشاهده‌شده توسط روش InSAR تأیید شد و امکان تبدیل مختصات در چارچوب مرجع مختصات زمینی کشور اسلواکی نیز فراهم گردید.

منابع:
 
i. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2021EGUGA..2312373C/abstract
ii. https://rs.isa.ir/s/mfanEi
iii. https://www.ncc.gov.ir/vdci.wa5ct1a55bc2t.html
iv. فاطمه فروغ‌نیا، صادق نعمتی، یاسر مقصودي، آنالیز سري زمانی تداخل‌سنجی راداري مبتنی‌ بر پراکنش‌کننده‌هاي دائمی، با استفاده از تصاویر Sentinel-1A و  ENVISAT-ASARبراي برآورد پدیدة فرونشست شهر تهران، نشریه سنجش از دور و GIS  ایران، سال دهم، شماره اول، بهار 1397
v. محمد خرمی، سعید ابریشمی، یاسر مقصودی، تعیین فرونشست شهر مشهد به روش تداخل‌سنجی راداری پراکنش‌کننده دائمی، نشریه مهندسی عمران امیرکبیر، دوره 51، شماره  6، سال 1398
 
 
[1] Permanent Scatterers
[2] Synthetic Aperture Radar
[3] Coherence  
[4] Amplitude Stability
[5] artificial scatterers
[6] corner reflector  
[7] Signal-to-Clutter Ratio
https://www.ncc.gov.ir/vdcb.zbaurhb0fiupr.html
ncc.gov.ir/vdcb.zbaurhb0fiupr.html
ارسال نظر
نام شما
آدرس ايميل شما
کد امنيتی