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InSAR – Des observatoires aux satellites
4 Octobre 2007
Imagerie radar de la surface
Satellite imageur bas (800 km)
R
Vitesse de la lumière
Temps x=
R
Superficie terrestre
Signalémis/reçu
A chaque passage, le radar établit une image des amplitudes rétrodiffusées et des distances entre l’antenne et le sol
Evolution des glaces antartiques vues par
imagerie radar
• Le retrait du «northern Larsen Ice Shelf » en Antartique entre 1986 to 2002
• Rack, W. and H. Rott. In press. Pattern of retreat and disintegration of Larsen B ice shelf, Antarctic Peninsula. Annals of Glaciology.
• Riedl, C., H. Rott, W. Rack. In press. Recent variations of Larsen Ice Shelf, Antarctic Peninsula, observed by Envisat , Proceedings of the ERS-ENVISAT Symposium, Salzburg, Austria, 6-10 Sept. 2004, ESA Spec. Publ.
Principe de l’interférométrie
radar
Comparaison des observations acquises lors de deux passages
A1
A2
b
+
x
•Au cours des passages 1 et 2 du satellite, l’onde éléctro-magnétique parcourt une distance différente.
•Cette différence de distance (δρ) produit une différence de phase au pixel représentant le point X sue les images A1 et A2.
•Cette différence de phase est estimée modulo 2π. Il existe donc une ambiguïté sur la différence réelle de distance.
•La différence de phase est une combinaison de causes liées à• la différence entre les orbites• la topographie• les déformations du sol• les retards dans la troposphère et la ionosphère
Différence de distance entre les passages du satellite et un point réflecteur
Relation entre changement de distance et changement de phase
La relation entre le changement de distance (∂ρ) et le changement de phase (Δφ) s’exprime de la façon suivante:
2B
z
1
+
h
y 4
1 4
; 2 4
En pratique, la phase en un pixel est la somme des contributions de tous les éléments du pixel
Vue par rapport à ses voisines, la phase d’une image radar individuelle est un bruit aléatoire
0 2π 4π
La différence de phase, elle, est cohérente
Franges d’interférence
•La différence de distance ∂varie dans toute l’image, donc la différence de phase δφ varie également dans toute l’image.
•Les franges d’interférence sont des lignes d’égale valeur de δφ
Franges d’interférence
0 2π 4πCorrection de l’effet de relief
Séisme de Landers (1992)1 cycle de couleur = 28 mm dans la direction sol-satellite
Le premier interférogramme obtenu avec ERS1
Hector Mine (Californie), 1999, M=7.1
D’après Peltzer et al., 1999
Mesures InSAR post-sismiques(Hector Mine)
Séisme d’Athènes 7/9/99, Mw=5.9
Modélisation du séisme d’Athènes, 1999
Modélisation du séisme de Bam, 2003
Détection de déformations sur les
volcans des Galapagos
Amelung*, F., S. Jónsson*, H. Zebker, and P. Segall, Widespread uplift and trapdoor faulting on Galápagos volcanoes observed with radar interferometry, Nature, 407, 993-996, 2000.
Eruption de Août 2003 au Piton de la Fournaise (Réunion) détectée par ENVISAT
Eruption de Mai 2004 et Février 2005 au Piton de la Fournaise
Injection de dyke (données / modèle)
Interférogramme 1995-1999 à l’Etna
Etna: Subsidence d’une coulée de lave
104
Etna: Failles active
Subsidences urbaines
Bologne (Italie)Mexico City (Mexique)
-30 30[mm / an]
Attention: ici une frange = 3 mm
Mise en évidence d’un gonflement rapide survenu à la fin des travaux de pompage (chantier de la station Haussmann St Lazare, RER EOLE)
Déformations urbaines
Les « pixels cohérents »
Mesure par PS-Insar des déformations à travers les failles actives de l’Etna.
Décalages à travers la faille Pernicana mesurés par PS-InSAR et observés
sur le terrain
Etna: Comparaison topographie –
déformation vue par PS-InSAR
Glissement asismique sur une faille
Trecastagni fault (normal)
-5
0
5
10
15
20
25
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Interferogram duration (days)
Dis
pla
ce
me
nt
(mm
)
Glissement de terrain de Triesenberg (Li)
-7[mm/yr]
7
Zone deglisseme
nt
Glissement de terrain de Monte Padrio – Varadega (I)
Suivi d’un pixel spécifique
Evolution temporelle: 1992 - 2000
Interférogrammes ERS et JERS (Sakurajima, Japon)
Quelques sites WEB
• EOPI: http://eopi.esa.int• Permanent scatterers à Naples:
http://jupiter.irea.cnr.it/gis/webgisnapoli.html• Missions radar
– http://earth.esa.int/ers/– http://envisat.esa.int/– http://alos.jaxa.jp/index-e.html– http://www.space.gc.ca/asc/fr/satellites/radarsat1/
mission_globale.asp