Differential Interferometry on Valsamiotis Dam Area (Chania Prefecture, Crete) Using SENTINEL-1 Synthetic Aperture Radar (SAR) data.

Abstract

Στην παρούσα εργασία, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της δορυφορικής συμβολομετρίας ραντάρ σε δεδομένα του δορυφόρου Sentinel-1 για παρακολούθηση φράγματος. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιήθηκε στο φράγμα Βαλσαμιώτη που βρίσκεται στο νομό Χανίων, στο νησί της Κρήτης. Μελέτηθηκε η ύπαρξη παραμόρφωσης εδάφους του φράγματος Βαλσαμιώτη, λόγω ύπαρξης συνεχόμενων προβλημάτων στο φράγμα. Η παραμόρφωη εδάφους μελετήθηκε σε αρκετά σημεία του φράγματος σε μια χρονική περίοδο 18 μηνών και συγκρίθηκε με τα δεδομένα της αλλαγής στάθμης νερού. Ο σχηματισμός δορυφόρων Sentinel-1 της Ευρωπαικής Διαστημικής Υπηρεσίας επιλέχθηκε λόγω του ιδιαίτερου τρόπου λειτουργίας απόκτησης εδαφικών χαρακτηριστικών TOPSAR. Ο σχηματισμός δορυφόρων Sentinel-1 αποτελείται από τους δίδυμους δορυφόρους Sentinel-1A και -1B και οι εικόνες δορυφορικού ραντάρ διατίθενται δωρεάν μέσω της πλατφόρμας Copernicus. Οι δορυφορικές εικόνες ρανταρ, επιτρέπουν την διεξαγωγή ευρείας γκάμας γεωφυσικών εφαρμογών, όπως η χαρτογράφηση της εδαφικής παραμόρφωσης (π.χ. λόγω τεκτονικής διεργασίας, κατολίσθηση, καθίζηση εδάφους). Για τη δημιουργία του χάρτη παραμορφώσεων χρησιμοποιείται η διαφορική συμβολομετρία SAR (D-InSAR) η οποία λαμβάνει χώρα στη χρονική περίοδο μεταξύ των δύο περασμάτων πτήσης των αισθητήρων στην ίδια περιοχή. Πιο πρόσφατα, το DInSAR βελτιώθηκε για να επιτρέψει τη δημιουργία χρονικών σειρών παραμόρφωσης συνδυάζοντας τις πληροφορίες που ενσωματώνονται σε αλληλουχίες των ιντερφερόγραμμα DInSAR που εκτείνονται σε μια επιλεγμένη χρονική περίοδο.

In this work, Sentinel-1 (S1) imagery and SAR interferometry techniques were used for dam monitoring purposes. The aforementioned method was applied in the study-area of the Valsamiotis dam, located in the prefecture of Chania, Crete. The Valsamiotis dam probable deformation was calculated since the whole structure undergoes severe problems. The ground deformation at several points of the dam was measured for a time period of 18 months while it was correlated to water level variations. European Space Agency (ESA) satellite with radar capabilities Sentinel-1 was chosen, due to its mapping capacity and acquisition, namely Terrain Observation by Progressive Scans (TOPS). Sentinel-1 is composed of two radar units S1A and S1B, and the SAR satellite images are provided for free from their online platform Copernicus. SAR images allows a vast range of geophysical applications to be performed, such as mapping of surface deformation (e.g. caused by tectonic processes, landslides, ground subsidence). Differential SAR interferometry (D-InSAR) is used for the generation of the map of deformation which occurs in the temporal time period between the two flight passes of the sensors on the same area. More recently, DInSAR is improved to allow the generation of time-series of deformation by combining the information embedded in sequences of DInSAR interferograms spanning a chosen time-period.