- Interferometric Synthetic Aperture Radar
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Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) (de: Radarinterferometrie) ist eine Methodik der SAR-Interferometrie zur Nutzung von Phasenunterschieden bei der Erfassung der Empfangsstärken der vom Gelände zurückkommenden Signale mit zwei nebeneinander angeordneten Antennen.
Inhaltsverzeichnis
Überblick
Aus diesen Phasenunterschieden können durch komplexe Rechenoperationen Objekthöhen der Geländetopographie und damit digitale Geländemodelle prozessiert werden.
Anwendungsfelder der Radar-Interferometrie sind die Erfassung von Veränderungen der Erdoberfläche im mm- und cm-Bereich (Gletscher, Vulkanismus, Hangrutschungen, Erdbeben, bergbaubedingte Senkungen usw.) sowie die Vermessung von Meeresströmungen.
Messverfahren
Aufnahmen können mittels Flugzeug-getragenen Systemen durchgeführt werden, hier liegt der Abstand zwischen den Antennen bei einigen Dezimetern. Beim Einsatz von Satellitentechnik werden größere Abstände benötigt. Bei der im Jahre 2000 durchgeführten Shuttle-Mission STS-99 (Shuttle Radar Topography Mission) wurde ein 60 m langer Ausleger benutzt, um interferometrische SAR-Daten zu gewinnen. Es wurden große Teile der Erdoberfläche aus etwa 230 km Höhe dokumentiert bei einmaligem Überflug. Dieses Verfahren wird daher auch als "Single-Pass-Interferometrie" bezeichnet.
Die Vorteile der Methodik sind:
- Erzeugung von Oberflächenmodellen
- Hohe Präzision
- Kosteneffektivität
- Simultane Aufnahme großer Flächen
Bei InSAR können darüber hinaus auch von jeweils korrespondierenden Bildpunkten zweier zu unterschiedlichen Zeiten aufgenommener SAR-Bilder die entsprechenden Phasenwerte verglichen werden. Dadurch ist man in der Lage Entfernungsunterschiede vom Bruchteil einer Wellenlänge (cm) zu messen. Hierbei sind die Flugbahnen leicht versetzt, wobei nur jeweils eine Antenne die Aufzeichnung durchführt. Dieses "Repeat-Pass-Verfahren" besitzt den Nachteil, dass zwischenzeitliche Veränderungen, die die Oberflächenrauhigkeit beeinträchtigen, das Radarecho beeinflussen und dadurch Messaufnahmen und die berechneten Geländetopografien verfälschen. Einflussfaktoren sind beispielsweise Windverhältnisse oder Regenfälle.
Technik
Den Durchbruch erzielte diese Technik mit den Starts der Satelliten ERS-1 und ERS-2 (European Remote Sensing Satellite) 1991 und 1995 sowie der STS-99 Mission im Jahr 2000. Letztere hat in den vergangenen Jahren ein nahezu globales Höhenmodell mit bisher unerreicht hoher geometrischer Auflösung geliefert. Weitere aktuelle Radar-Systeme sind PALSAR auf dem japanischen Satelliten ALOS und ASAR auf Envisat. Seit 2007 liefert der deutsche Satellit TerraSAR-X SAR-Daten. Seit 2010 wird dessen Mission durch den Satelliten TanDEM-X ergänzt.
Literatur
- Bert M. Kampes: Radar interferometry - persistent scatterer technique. Springer, Dordrecht 2006, ISBN 978-1-4020-4576-9
- Ramon F. Hanssen: Radar interferometry - data interpretation and error analysis. Kluwer Acad. Publ., Dordrecht 2001, ISBN 0-7923-6945-9
- Gini Ketelaar: Satellite radar interferometry - subsidence monitoring techniques. Springer, Dordrecht 2009, ISBN 978-1-402-09427-9
Siehe auch
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