Застосування радарних інтерферометричних знімків Sentinel-1 для моніторингу вертикальних зміщень земної поверхні, викликаних неприпливним атмосферним навантаженням
DOI:
https://doi.org/10.24028/gj.v45i1.275180Ключові слова:
часові ГНСС ряди, вертикальні зміщення, неприпливне атмосферне навантаження, радарна інтерферометрія, Sentinel-1Анотація
Проаналізовано вертикальні рухи земної поверхні, зумовлені впливом неприпливного тмосферного навантаження NTAL, за допомогою даних супутникової радарної інтерферометрії. Встановлено чіткий зв’язок між даними карт вертикальних зміщень, отриманих за результатами радарної інтерферометрії, та висотними часовими рядами перманентних ГНСС станцій. Об’єкт дослідження — територія довкола ГНСС станцій BYCH (м. Бучач), GORD (м. Городок), CRNT (м. Чернівці). Вхідними даними були чотири пари радарних інтерферометричних знімків зазначені територій. Радарні супутникові знімки отримано з космічного апарату Sentinel-1A. Тип даних — SLC (Single Look Complex) з вертикальною поляризацією. Режим знімання — широкосмугова інтерферометрія IW (Interferometric Wide Swath). Дані опрацьовано проводилось за допомогою програмного забезпечення SNAP (Sentinel Application Platform). У результаті опрацювання радарних інтерферометричних знімків отримано карти вертикальних зміщень указаних територій, де відбувалось зміщення земної поверхні, зумовлене впливом неприпливного атмосферного навантаження. Значення, отримані на основі карт вертикальних зміщень, мають високу збіжність із результатами часових рядів зміни висотного положення перманентних ГНСС станцій. Результати, отримані в статті, мають як наукове, так і практичне значення для вивчення впливу неприпливного атмосферного навантаження на значних територіях — підвищення точності опрацювання наземних геодезичних вимірів, зокрема високоточного нівелювання. За даними досліджень можна вносити поправки у результати нівелювання за короткоперіодичні зміщення, викликані впливом неприпливного атмосферного навантаження NTAL.
Посилання
Amitrano, D., Guida, R., Di Martino, G., & Iodice, A. (2019). Glacier Monitoring Using Fre¬quen¬cy Domain Offset Tracking Applied to Sen¬tinel-1 Images: A Product Performance Com¬pa¬rison. Remote Sensing, 11(11), 1322. https://doi.org/ 10.3390/rs11111322.
Braun, A. (2021). Retrieval of digital elevation models from Sentinel-1 radar data — open applications, techniques, and limitations. Open Geosciences, 13(1), 532—569. https://doi.org/ 10.1515/geo-2020-0246.
Brusak, I., & Tretyak, K. (2020). About the phenomenon of subsidence in continental Europe in December 2019 based on the GNSS stations data. International Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2020» (pp. 1—5). https://doi.org/10.3997/2214-4609.20205717.
Crosetto, M., Monserrat, O., Cuevas-González, M., Devanthéry, N., & Crippa, B. (2016). Persistent Scatterer Interferometry: A review. Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 115, 78— 89. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2015.10. 011.
Dach, R., Lutz, S., Walser, P., & Fridez, P. (Eds.). (2015). Bernese GNSS software, Version 5.2. https://doi.org/10.7892/boris.72297.
Dorosh, L., & Gera, O. (2020). Satellite monitoring of the mining lease areas using radar interferometry data. Proc. of the XXV International Scientific-Technical Conference «Geoforum-2020», April 1—3, 2020 (pp. 31—35).
ESMGFZ Product Repository; Earth System Modelling at GFZ. Retrieved from http://esmdata.gfz-potsdam.de.
Gobron, K., Rebischung, P., Van Camp, M., Demoulin, A., & Viron, O. (2021). Influence of aperiodic non-tidal atmospheric and oceanic loading deformations on the stochastic properties of global GNSS vertical land motion time series. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 126(9). https://doi.org/10.1029/2021JB022370.
Goldstein, R., & Werner, C. (1998). Radar interferogram filtering for geophysical applications. Geophysical Research Letters, 25(21), 4035—4038. https://doi.org/10.1029/1998GL900033.
Gómez, D., Salvador, P., Sanz, J., Urbazaev, M., & Casanova, J.L. (2020). Analyzing ice dynamics using Sentinel-1 data at the Solheimajoküll Glacier, Iceland. GIScience & Remote Sensing, 57(6), 813—829. https://doi.org/10.1080/15481603.2020.1814031.
Jungclaus, J.H., Fischer, N., Haak, H., Lohmann, K., Marotzke, J., Matei, D., Mikolaje-wicz, U., Notz, D., & von Storch, J.S. (2013). Characteristics of the ocean simulations in MPIOM, the ocean component of the MPI-Earth system model. Journal of Advances in Mo¬delingEarth Systems, 5(2), 422—446. https://doi.org/10.1002/jame.20023.
Klos, A., Dobslaw, H., Dill, R., & Bogusz, J. (2021). Identifying the sensitivity of GPS to non-tidal loadings at various time resolutions: examining vertical displacements from continental Eurasia. GPS Solutions, 25, 89. https://doi.org/10.1007/s10291-021-01135-w.
Kumar, D. (2021). Urban objects detection from C-band synthetic aperture radar (SAR) satellite images through simulating filter properties. Scientific Reports, 11, 6241. https://doi.org/10.1038/s41598-021-85121-9.
Li, S., Xu, W., & Li, Z. (2022). Review of the SBAS InSAR Time-series algorithms, applications, and challenges. Geodesy and Geodynamics, 13(2), 114—126. https://doi.org/10.1016/j.geog. 2021.09.007.
Lu, Z., Dzurisin, D., Biggs, J., Wicks, C.Jr., & McNutt, S. (2010). Ground surface defor-mation patterns, magma supply, and magma storage at Okmok volcano, Alaska, from InSAR analysis: 1. Intereruption deformation, 1997—2008. Journal of Geophysical Research, 115, B00B02. https://doi.org/10.1029/2009JB006969.
Mémin, A., Boy, J.P., & Santamaría-Gómez, A. (2020). Correcting GPS measurements for non-tidal loading. GPS Solutions, 24, 45. https://doi.org/10. 1007/s10291-020-0959-3.
Petit, G., & Luzum, B. (Eds.). (2010). IERS Conventions (IERS Technical Note; 36). Frankfurt am Main: Verlag des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie.
Petrov, L. (2015). The international mass loading service. In REFAG 2014 (pp. 79—83). Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/1345_2015_218.
Schaefer, L.N., Lu, Z., & Oommen, T. (2015). Dramatic volcanic instability revealed by InSAR. Geology, 43(8), 743—746. https://doi.org/10.1130/G36678.1.
Sheng, Y., Wang, Y., Ge, L., & Rizos, C. (2009). Differential radar interferometry and its application in monitoring underground coal mining-induced subsidence. Environmental Science. Retrieved from https://www.isprs.org/proceedings/XXXVIII/7-C4/227_GSEM2009.pdf.
Small, D., & Schubert, A. (2019). Guide to Sentinel-1 Geo¬coding. Retrieved from https://sentinel.esa.int/ documents/247904/1653442/Guide-to-Sentinel-1-Geocoding.pdf.
Stankevych, S.A., Svidenyuk, M.O., & Dudar, T.V. (2019). Radar interferometry time series analysis for land surface displacement detection within the uranium mining area in Ukraine. Ecological safety, 2(28), 18—23. http://doi.org/ 10.30929/2073-5057.2019.2.18-23 (in Ukrainian).
Tretyak, K., Brusak, I., Bubniak, I., & Zablotskyi, F. (2021). Impact of non-tidal atmospheric loading on civil engineering structures. Geodynamics, 2(31), 16—28. https://doi.org/10.23939/jgd2021.02.016
Tzouvaras, M., Danezis, C., & Hadjimitsis, D.G. (2020). Differential SAR Interferometry Using Sen¬tinel-1 Imagery-Limitations in Monitoring Fast Moving Landslides: The Case Study of Cyp¬rus. Geosciences, 10(6), 236. https://doi.org/10.3390/geosciences10060236.
Uglytskykh, Ye., Vyzhva, S., & Ivanik, O. (2020). Vertical displacement monitoring of Zakarpattya region territory based on radar interferometry data. Visnyk of Taras Shevchenko National Uni¬versity of Kyiv. Geology, (4), 94—99. http://doi.org/10.17721/1728-2713.91.13 (in Ukrainian).
VMF Data Server; editing status 2020-12-14; re3data.org — Registry of Research Data Repositories. http://doi.org/10.17616/R3RD2H.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 K. Tretyak, D. Kukhtar
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).
