GB-SAR의 간섭기법을 이용한 산란체 변위 및 고도 측정

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1 GB-SAR의 간섭기법을 이용한 산란체 변위 및 고도 측정
이재희 지도교수: 이훈열 강원대학교 지구물리학과 RS/GIS Lab.

2 목 차 서 론 PSInSAR를 통한 산란체의 변위 측정 Cross-Track InSAR를 통한 산란체의 고도 측정 결 론

3 1. 서 론 GB-SAR(Ground Based-SAR)의 특징 : SAR를 지상에서 적용
: 야간 촬영이 가능하며, 기상상태의 영향이 적음 : 레일 시스템을 이용한 정밀 반복측정을 통해 다양한 간섭기법의 활용이 가능

4 연구 목적 : 간섭기법인 PSInSAR(Permanent Scatterer Interferometry SAR)를 이용하여 산란체의 변위를 분석하고 측정과 분석간에 영향을 미치는 요소에 대해 보정 : 간섭기법인 Cross-Track InSAR를 통해 언덕 지형에 대한 고도 측정을 실시하며 이를 통해 DEM 표현의 가능성을 파악

5 GB-SAR 시스템과 측정 조건 - Center frequency : 5.3 GHz
- Range bandwidth  : 600 MHz - IF BW : 1 KHz - Number of points : 1601 - Power : VNA 0 dBm + Amp 33 dBm - Rmax : 200m - Azimuth length : 5 m - Azimuth Step : 5 cm GB-SAR의 레일 시스템

6 연구 지역 지질자원연구원의 잔디밭 일대

7 2. PSInSAR를 통한 산란체의 변위 측정 안정된 산란체로부터 나오는 위상신호를 지속적으로 측정하여 산란체의 변위를 측정
영상에서의 위상은 변위변화율은 λ =0.0566m 이므로, 변위변화율은 -222radian/m (-12.7°/mm)가 됨

8 Reflector의 변위 조절 Reflector를 시스템 방향으로 1mm, 2mm, 6mm, 10mm, 30mm, 40mm 이동 시킴 아크릴 판을 이용한 변위 조절

9 GB-SAR의 영상화 HH 편광 VV 편광 VH 편광 HV 편광

10 변위 분석 : reflector의 phase를 이용, unwrapping을 거쳐 거리로 환산
HH 편광에서의 unwrapping

11 실제변위와 영상변위의 비교 HH 편광 VV 편광

12 VH 편광 HV 편광

13 거리 보정 Reflector의 실제 변위인 ∆Rg 와 시스템이 인식하는 거리인 ∆R 의 차이에 대한 보정
실제 변위방향과 시스템의 인식 방향의 차이

14 거리 보정 전∙후의 변위 비교 HH편광의 보정 전 HH편광의 보정 후

15 시스템 보정 : 측정 시간과 조건에 따라 발생할 수 있는 시스템 상태의 미세한 차이(습도 차이와 레일 시스템의 미세 변동 등)에 대한 보정을 뜻하며 이를 위해 고정된 산란체인 지자기 관측함의 위상 변화를 기준으로 차이를 제거 HH편광의 보정 전 HH편광의 보정 후

16 3. Cross-Track InSAR를 통한 산란체의 고도 측정
두 영상 간 시스템의 위치에 수직기선 BV가 존재하여 물체의 고도 계측이 가능 수직기선 BV가 존재할 때 위상차 거리변화율 고도 변화율

17 Cross-Track InSAR의 모습 λ = m, H = 21m, BV= -1.2m 이며, 이 때 언덕지형인 100m에서의 거리변화율은 -0.56radian/m, 고도변화율은 -2.66radian/m로 나타남 이에 따라 거리변화율의 한 fringe는 11m, 고도변화율의 한 fringe는 2.36m마다 나타남.

18 Cross-Track InSAR를 통한 영상
HH 편광 VV 편광 VH 편광 HV 편광

19 defringe 영상을 통한 고도 산출 비슷한 높이를 보이는 두 개의 정상을 각각 right와 left라 명명하고 위상차를 구함 VH 편광의 defringe 영상

20 높이 분석 Cross-Track InSAR를 통한 두 언덕의 높이 분석 결과 : 동일 지역에 대한 높이 결과가 HH편광과 VV편광에 대해서는 큰 차이를 보였으나, VH 편광과 HV 편광에서는 비슷한 결과를 보임 : 두 지점에 대한 각 편광의 경우 비슷한 높이를 나타냄 : 이는 언덕에 위치한 나무의 영향과 편광의 특징에 의한 것으로 판단

21 4. 결론 PSInSAR 실험을 통해 실제 변위와 GB-SAR 영상에서의 변위가 모든 편광에 대해 상관계수 이상의 높은 값을 보였으며, 거리보정과 시스템보정을 거침에 따라 더 높은 상관계수를 가짐을 확인 PSInSAR를 통한 변위 측정은 미세한 움직임을 감지하는데 유용함을 확인하였으며, 이를 통해 댐이나 건축물의 안정성 판단에 적용이 가능할 것으로 기대함

22 Cross-Track InSAR 실험은 noise로 인하여 모든 편광에 대해 높이가 일정한 값을 나타내지는 않았지만, VH 편광과 HV 편광에서 비슷한 값을 나타냄
이러한 오차의 원인은 언덕에 위치하는 나무의 산란 특성에 따른 것으로 판단 noise 해결 시 Cross-Track InSAR를 통한 DEM 표현의 가능성을 기대

23 감사합니다.