Utilização da Técnica PSI
para Detetar e Monitorizar Deformações da
Superfície Terrestre na Bacia de Granada
Terrain Deformation Monitoring in the
Granada Basin Area using
Persistent Scatterer Interferometry (PSI)
J.J. Sousa, L. Bastos, A. Hooper, R. Hanssen, A. Ruiz, A. Gil, J.G. Zaldívar, C. S. Galdeano
Apoio
SUMÁRIO
1. PSI: A Técnica
2. Área de Estudo
3. Abordagens PSI utilizadas:
- DePSI (Implementação de TUDelft);
- StaMPS (Stanford Method for Persistent Scatterers).
4. Resultados do Processamento PSI
5. Estudo Comparativo: DePSI vs. StaMPS
6. Conclusão
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PSI: A TÉCNICA
PS: Exemplos
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ÁREA DE ESTUDO
75% - montanha
7% - urbano
17% - rural
0,2% - água
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ABORDAGENS PSI UTILIZADAS
Atualmente, existem vários métodos PSI apresentando, no entanto,
algumas diferenças concetuais, resultando em diferentes níveis de
desempenho.
Independentemente do método PSI utilizado, o objetivo é sempre o
mesmo: detetar/monitorizar deformações da superfície terrestre recorrendo a
séries temporais de imagens SAR.
Podem ser usadas dois tipos de abordagens para detetar PS:
1. com base na estabilidade temporal da fase
2. com base na correlação espacial
Neste estudo utilizamos:
1. DePSI (Implementação de TUDelft);
2. StaMPS (Stanford Method for Persistent Scatterers);
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PROCESSAMENTO PSI
DePSI
(DePSI vs. StaMPS)
StaMPS
Otura
Otura
Falha de
Padul
Falha de
Padul
30 ERS-1/2 SAR scenes
Ascending Pass; T280; F2859
From 12/1993 to 12/2000
Mesmo padrão e taxa de deformação nas áreas urbanas;
Ausência quase total de PS nas áreas montanhosas (DePSI).
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PROCESSAMENTO PSI
(DePSI vs. StaMPS)
Para avaliar a similaridade entre os valores de deformação obtidos pelos
dois métodos, calculou-se o coeficiente de correlação entre PS homólogos,
tendo-se obtido o valor de 0.8997, o que indica uma forte correlação entre
as duas metodologias.
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RESULTADOS PSI: OTURA
(a) Resultados
StaMPS (Otura)
usando uma série
temporal ERS-1/2
(b) Mapa de
deformação
sobreposto ao
ortofoto de 0.5 m
de resolução;
(c) Perfil da
deformação
representado pela
secção A-B (em
(b))
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DEPSI VS. STAMPS
 Resultados parecem ser diferentes (localização e densidade) e
dependentes da metodologia utilizada;
 Estas diferenças motivaram a realização de um estudo
comparativo com o objetivo de identificar as suas causas;
 Para facilitar a comparação, foi processada a mesma área pelos
dois métodos mesmo tendo em conta que a dimensão da área
selecionada não deveria afetar a densidade dos PS. Sempre que
possível, foram utilizados os mesmos parâmetros em ambos os
métodos;
 Como se esperava, a maior densidade de PS acontece nas áreas
urbanas (onde abundam “estruturas refletoras” com características
estáveis);
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PSI: ESTUDO COMPARATIVO
(DEPSI VS. STAMPS)
1. INFLUÊNCIA DO REGISTO DAS IMAGENS
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PSI: ESTUDO COMPARATIVO
(DEPSI VS. STAMPS)
1. INFLUÊNCIA DO REGISTO DAS IMAGENS
Acquisition
date
Bperp
(m)
BTemp
(days)
09-JAN-2000
-37
910
08-FEV-1998
19-MAY-1996
Crop1 Granada e Envolvente;
Crop2 Área Urbana;
Crop3 Urbana + Rural;
Crop4 Área Rural
Crop5 Montanha.
13-AUG-1995
04-MAY-1997
31-DEC-1995
30-MAR-1997
15-OCT-2000
28-JUN-1998
02-DEC-1993
22-OCT-1995
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-140
198
207
-225
312
409
582
-702
919
1029
Mean coherence values
PSI
Method
Crop1
Crop2
Crop3
Crop4
Crop5
0.4655
0.5056
0.4735
0.4625
0.4612
DePSI
0.4656
0.5056
0.4734
0.4625
0.4611
StaMPS
0.4647
0.4951
0.4709
0.4618
0.4591
DePSI
0.4647
0.4951
0.4710
0.4617
0.4591
StaMPS
0.4571
0.4924
0.4658
0.4555
0.4508
DePSI
0.4571
0.4925
0.4658
0.4554
0.4508
StaMPS
0.4598
0.4980
0.4705
0.4564
0.4533
DePSI
0.4598
0.4980
0.4706
0.4564
0.4533
StaMPS
0.4776
0.5057
0.4840
0.4792
0.4628
DePSI
0.4777
0.5057
0.4841
0.4792
0.4629
StaMPS
0.4371
0.4588
0.4424
0.4377
0.4311
DePSI
0.4372
0.4589
0.4425
0.4378
0.4312
StaMPS
0.4349
0.4600
0.4401
0.4348
0.4279
DePSI
0.4352
0.4601
0.4403
0.4349
0.4280
StaMPS
0.3679
0.3827
0.3696
0.3685
0.3654
DePSI
0.3684
0.3828
0.3697
0.3687
0.3656
StaMPS
0.3688
0.3841
0.3690
0.3599
0.3767
DePSI
0.3695
0.3842
0.3692
0.3603
0.3765
StaMPS
0.2909
0.2806
0.2828
0.2790
0.3103
DePSI
0.2916
0.3005
0.2921
0.2918
0.3005
StaMPS
0.2954
0.2944
0.2873
0.2724
0.3210
DePSI
0.2955
0.2992
0.2967
0.2905
0.3118
StaMPS
210
-419
-700
-70
-559
-105
1190
349
-1319
-629
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PSI: ESTUDO COMPARATIVO
(DEPSI VS. STAMPS)
1. INFLUÊNCIA DO REGISTO DAS IMAGENS
O método utilizado pelo StaMPS traz vantagens, no entanto, estes
benefícios não são significativos quando a área de estudo apresenta
uma coerência razoável;
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PSI: ESTUDO COMPARATIVO
(DEPSI VS. STAMPS)
2. INFLUÊNCIA DA INCLUSÃO DO “OVERSAMPLING”
Estes resultados demonstram as vantagens da inclusão do Oversampling na
cadeia de processamento StaMPS;
As novas versões do StaMPS já contemplam este passo.
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PSI: ESTUDO COMPARATIVO
(DEPSI VS. STAMPS)
2. INFLUÊNCIA DA INCLUSÃO DO “OVERSAMPLING”
2500
Conclui-se que não há degradação significativa dos valores da coerência
devido ao aumento do número de PS, ou seja, o aumento do nº de PS não
é feito à custa da inclusão de pontos com fase ruidosa.
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PSI: ESTUDO COMPARATIVO
(DEPSI VS. STAMPS)
2. INFLUÊNCIA DOS MÉTODOS DE SELEÇÃO DOS PS
CREA - The corner
reflector experiment
area.
(a) Imagem Google
Earth
(b) Imagem de
amplitude da área de
estudo
(c) Mapa topográfico da
área de estudo
assinalando a
localização dos
refletores;
(d) Fotografia de um CR
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PSI: ESTUDO COMPARATIVO
(DEPSI VS. STAMPS)
2. INFLUÊNCIA DOS MÉTODOS DE SELEÇÃO DOS PS
DePSI
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StaMPS
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CONCLUSÃO
 Este estudo demonstra (mais uma vez) o potencial da utilização de
séries temporais SAR para detetar e monitorizar deformações da
superfície terrestre;
 Foram analisadas as principais diferenças existente nas cadeias de
processamento DePSI e StaMPS:
1. Processamento interferométrico
Diferentes formas de registo das imagens
StaMPS não aplica nenhum fator de Oversampling
2. Processamento PSI
Seleção dos PS
Estabilidade temporal (DePSI) vs. Estabilidade espacial (StaMPS)
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OBRIGADO PELA VOSSA ATENÇÃO
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