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 Utilização da Técnica PSI para Detetar e Monitorizar Deformações da Superfície Terrestre na Bacia de Granada

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto 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 S UMÁRIO

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto PS: Exemplos PSI: A T ÉCNICA

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto Á REA DE E STUDO 75% - montanha 7% - urbano 17% - rural 0,2% - água

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto A BORDAGENS PSI U TILIZADAS 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. Neste estudo utilizamos: 1. DePSI (Implementação de TUDelft); 2. StaMPS (Stanford Method for Persistent Scatterers 2. StaMPS (Stanford Method for Persistent Scatterers); Podem ser usadas dois tipos de abordagens para detetar PS: 1. com base na estabilidade temporal da fase 2. com base na correlação espacial 2. com base na correlação espacial

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto Mesmo padrão e taxa de deformação nas áreas urbanas; Ausência quase total de PS nas áreas montanhosas (DePSI). (DePSI vs. StaMPS) P ROCESSAMENTO PSI (DePSI vs. StaMPS) DePSI StaMPS Falha de Padul Otura 30 ERS-1/2 SAR scenes Ascending Pass; T280; F2859 From 12/1993 to 12/2000

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto 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 , o que indica uma forte correlação entre as duas metodologias. (DePSI vs. StaMPS) P ROCESSAMENTO PSI (DePSI vs. StaMPS)

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto (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)) R ESULTADOS PSI: O TURA

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto  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); D E PSI VS. S TA MPS

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto 1. INFLUÊNCIA DO REGISTO DAS IMAGENS (D E PSI VS. S TA MPS) PSI: E STUDO C OMPARATIVO (D E PSI VS. S TA MPS)

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto 1. INFLUÊNCIA DO REGISTO DAS IMAGENS (D E PSI VS. S TA MPS) PSI: E STUDO C OMPARATIVO (D E PSI VS. S TA MPS) Crop1 Granada e Envolvente; Crop2 Área Urbana; Crop3 Urbana + Rural; Crop4 Área Rural Crop5 Montanha. Acquisition date B perp (m) B Temp (days) Mean coherence values PSI Method Crop1Crop2Crop3Crop4Crop5 09-JAN DePSI StaMPS 08-FEV DePSI StaMPS 19-MAY DePSI StaMPS 13-AUG DePSI StaMPS 04-MAY DePSI StaMPS 31-DEC DePSI StaMPS 30-MAR DePSI StaMPS 15-OCT DePSI StaMPS 28-JUN DePSI StaMPS 02-DEC DePSI StaMPS 22-OCT DePSI StaMPS

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto 1. INFLUÊNCIA DO REGISTO DAS IMAGENS (D E PSI VS. S TA MPS) PSI: E STUDO C OMPARATIVO (D E PSI VS. S TA MPS) O método utilizado pelo StaMPS traz vantagens, no entanto, estes benefícios não são significativos quando a área de estudo apresenta uma coerência razoável;

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto 2. INFLUÊNCIA DA INCLUSÃO DO “OVERSAMPLING” (D E PSI VS. S TA MPS) PSI: E STUDO C OMPARATIVO (D E PSI VS. S TA MPS) Estes resultados demonstram as vantagens da inclusão do Oversampling na cadeia de processamento StaMPS; As novas versões do StaMPS já contemplam este passo.

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto 2. INFLUÊNCIA DA INCLUSÃO DO “OVERSAMPLING” (D E PSI VS. S TA MPS) PSI: E STUDO C OMPARATIVO (D E PSI VS. S TA MPS) 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. 2500

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto 2. INFLUÊNCIA DOS MÉTODOS DE SELEÇÃO DOS PS (D E PSI VS. S TA MPS) PSI: E STUDO C OMPARATIVO (D E PSI VS. S TA MPS) 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

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto 2. INFLUÊNCIA DOS MÉTODOS DE SELEÇÃO DOS PS (D E PSI VS. S TA MPS) PSI: E STUDO C OMPARATIVO (D E PSI VS. S TA MPS) DePSI StaMPS

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto  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) CONCLUSÃO

VII Congresso Nacional de Cartografia e Cadastro 5 e 6 Maio de 2011 | FCUP | Porto OBRIGADO PELA VOSSA ATENÇÃO