معرفی و دانلود کتاب InSAR در تحقیقات علوم زمین

معرفی کتاب InSAR در تحقیقات علوم زمین

کتاب InSAR در تحقیقات علوم علوم زمین، به عوامل ایجاد کنندۀ نویز در آنالیز InSAR و همچنین به انواع تکنیک‌های چند اینترفروگرامی از قبیل SBAS، PSI، SequeeSAR می‌پردازد. این آنالیز‌ها در سری‌های زمانی جابه جایی مختلف و براساس مثال‌های عملی همراه با روابط و مفاهیم تئوری و ریاضی بیان می‌گردد. نویسندۀ این کتاب سوران پرنگ، کار‌شناس ارشد ژئودزی دانشگاه تهران است.

تداخل سنجی راداری دریچه مصنوعی یا InSAR به عنوان ابزاری کارآمد در مطالعۀ کلیۀ پدیده ­هایی که سبب تغییر سطح زمین می‌­شوند مطرح شده و مورد استفاده قرار می‌­گیرد. اساس کار این روش استفاده از اطلاعات فاز رادار بازتابی از زمین است به نحوی که تغییرات ایجاد شده در سطح زمین سبب اختلاف فاز در دو تصویر رادار از دو زمان مختلف از منطقه­‌ای مشابه می‌­شود که با بررسی این اختلاف فاز و مدلسازی آن، تغییرات سطح زمین قابل کمی سازی می‌­باشد. این تکنیک امروزه در مباحث مختلف علوم زمین از جمله مطالعه زمین لرزه، آتشفشان، زمین لغزش، فرونشست، تغییرات یخچال­‌ها و کلاهک­‌های یخی، جنگلداری و آب و هوا به کار گرفته می‌­شود.

سنجنده­‌های راداری، امواج الکترومغناطیسی را در باند مایکروویو به زمین ارسال می‌­کنند و سپس پالس­‌های بازگشتی از اشیاء را در راستای خط دید خود نمایان می‌­سازند. رادار، با استفاده از زمان رفت و برگشت پالس می‌­تواند فاصله ماهواره را از شیء مورد نظر تعیین نماید. شدت امواج بازگشتی ماهواره نیز می‌­تواند خصوصیات فیزیکی نظیر اندازه و جنس شیء را مشخص کند. بنابراین تصاویری که توسط ماهواره­های رادار تهیه می‌­شوند، دارای دو نوع اطلاعات هستند. یک نوع این اطلاعات شدت سیگنال است که نشان­ دهنده­ی شدت پالس بازگشتی به ماهواره می‌­باشد. هر چه شدت امواج بازگشتی بیشتر باشد، عوارض زمینی روشن­‌تر دیده می‌شوند. نوع دوم اطلاعات که از تصاویر رادار به دست می‌­آید، شامل فاز موج است. هنگامی که پالسی در زمانی مشخص از ماهواره به زمین ارسال می‌­شود، پس از برخورد با سطح زمین و بازگشت به ماهواره ثبت می‌­شود. این بازه­ی زمانی رفت و برگشت سبب اختلاف فاز در پالس می‌­شود. اختلاف فاز پالس رفت و برگشت می‌تواند فاصله از شیء مورد نظر را تعیین نماید. به این ترتیب هر نقطه از تصویر (پیکسل) شامل فاز و دامنه موج سینوسی (پالس) است که دامنه‌‌ همان شدت سیگنال می‌­باشد و به صورت درجات خاکستری در تصویر نشان داده می‌­شود. 

سوران پرنگ در کتاب InSAR در تحقیقات علوم علوم زمین، روش تداخل سنجی راداری یا InSAR روشی تفاضلی بر پایه­ی اختلاف فاز بین تصاویر بیان کرده است. اساس این روش استفاده از اطلاعات فاز پیکسل­‌های تصویر می‌­باشد و از اطلاعات دامنه به دلیل دقت کمتر استفاده نمی‌­شود. در این روش از دو تصویر رادار که توسط دو سنجنده‌­ی مختلف در یک زمان و یا توسط تصویربرداری در مدارهای تکراری با یک سنجنده به دست می‌­آید، می‌­توان تصاویری از یک منطقه با زاویه دید متفاوت ایجاد کرد. در روش تداخل سنجی راداری، فاز تصاویر اخذ شده از موقعیت­‌ها و زمان مختلف تصویر برداری، پیکسل به پیکسل مقایسه شده و از ضرب دو سیگنال وابسته، فاز تداخل سنجی به دست می‌­آید.

فهرست مطالب کتاب

فصل اول: تصاویر راداری ماهواره‌ای
1.1 ویژگی‌های اصلی سیستم های راداری ماهواره‌ای 
1.2 اطلاعات دامنه و فاز 
1.2.1 مقادیر Modulo-2π 
1.2.2 دمدولاسیون، نمونه برداری و تبدیل آنالوگ به دیجیتال 
1.3 قدرت تفکیک بردی، متراکم سازی سیگنال و تشکیل یک خط برد
1.4 هندسه تصویر برداری و دریچه مصنوعی 
1.4.1 کانونی سازی (متمرکز سازی) آزیموت 
1.5 تصاویر SAR 
1.5.1 آنالیز و بررسی آماری سیگنال 
1.5.2 اندازه‌گیری‌های پس پراکندگی
1.6 اعوجاجات هندسی و مدار ماهواره
1.6.1 مدارات Ascending و Descending 
1.7 مکانیزم‌های پراکنش 
فصل دوم: InSAR
2.1 اندازه‌گیری تغییرات فاز 
2.2 تعیین فاز تداخل سنجی 
2.2.1 تقریب خطی فاز تداخل سنجی 
2.3 اینترفروگرام 
2.3.1 اینترفروگرام‌های تفاضلی و آنالیز DInSAR 
2.4 عدم همبستگی فاز
2.4.1 عدم همبستگی هندسی 
2.4.2 عدم همبستگی زمانی 
2.5 اثرات اتمسفری 
2.5.1 اغتشاشات اتمسفری 
2.5.2 لایه بندی اتمسفری 
2.5.3 مدل‌سازی APS 
2.6 Phase Unwrapping 
فصل سوم: تکنیک‌های چند اینترفروگرامی
3.1 تاریخچه 
3.2 روش پراکنده سازهای دائمی یا PSInSAR 
3.2.1 نتایج روش PSInSAR 
3.3 تکنیک SBAS 
3.4 تکنیک SqueeSAR 
3.5 تبدیل میدان جابه‌جایی در راستای LOS به میدان جابه‌جایی سه بعدی (XYZ)
3.6 ارزیابی دقت 
فصل چهارم: کاربردهای InSAR
4.1 مجموعه‌ای از کاربردها 
4.2 رفلکتورهای مصنوعی 
4.3 آرشیو تصاویر SAR و چشم انداز آتی 
فصل پنجم: نتیجه¬گیری
فصل ششم: مطالعه موردی
6.1 میدان جابه¬جایی ناشی از زلزله¬ی قشم به روش 2-pass
6.2 میدان جابه¬جایی ناشی از زلزله¬ی بم به روش 2-pass و 3-pass
پیوست: Phase Unwrapping
منابع