differentielle Radarinterferometrie (DInSAR)

Verfahren zur flächenhaften Erfassung von Bodenbewegungen. Hierzu werden Radarbilder hoher Auflösung ausgewertet, die mit der Synthetic Aperture Radar-Technik (SAR) erzeugt wurden. Aus zwei zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommenen komplexen SAR-Bildern wird im Zuge einer speziellen Prozessierung ein differentielles Interferogramm berechnet. Anhand dessen Phasendifferenz ist es möglich, die radiale Komponente der Geländedeformation zwischen den Aufnahmezeitpunkten beider Bilder zu bestimmen, wobei grundsätzlich auch Bewegungen in der Größenordnung weniger Millimeter erfasst werden können. Allerdings wird diese Genauigkeit aufgrund zweier Einflüsse oftmals nicht erreicht: 

• Durch Änderungen der Szene im Zeitraum zwischen den SAR-Aufnahmen dekorreliert das Signal, das heißt, dort kann aus der Phasendifferenz keine Information über die Geländebewegung gewonnen werden. Dieses Problem tritt vor allem in Vegetationsbereichen auf. Im Allgemeinen sinkt der Anteil der auswertbaren Fläche mit zunehmender Zeitspanne.
• Das SAR-Prinzip fußt auf einer Zweiwege-Laufzeitmessung von aktiv ausgesandten Pulsen im Mikrowellenspektrum. Die Lichtgeschwindigkeit ist abhängig von den Materialeigenschaften des Mediums, insbesondere von dessen Brechungsindex. Für die Radarinterferometrie spielt daher der Wasserdampfgehalt der Troposphäre eine große Rolle: unterschiedliche atmosphärische Zustände während der Erfassung der SAR-Bilder können zu beachtlichen Änderungen der Laufzeit des Signals führen, die ebenfalls zur Phasendifferenz beitragen und im Extremfall den Bewegungsanteil völlig überlagern können.

Einsatzbereiche für Bewegungsdetektion sind zum Beispiel Überflutungsgefährdungen, Hochwasserschutz, Bergbau, Massenbewegungen (Hangrutschung), Senkungs- und Einsturzgefährdung (Altbergbau), Geländesenkungen (Erdgas- / -ölförderung, -speicherung in Salzkavernen).

Weitere Informationen:

• SAR - Synthetic Aperture Radar (ESA - eduspace)
• Atmosphäre als Phasenbestandteil der differentiellen Radarinterferometrie und ihr Einfluss auf die Messung von Höhenänderungen (Michael Schäfer, Diss. 2012)