InSAR

InSAR - Interferometrisk syntetisk apertur-radar - også kalt radarinterferometri, er en metode som gir høydeendring basert på analyse av faseforskjeller mellom to radarsignal tatt fra samme posisjon ved forskjellige tidspunkt. Avanserte InSAR-algoritmer er i stand til å måle millimeterskala bevegelse i overflaten både på infrastruktur og i terrenget.
Osmundneset, som ligger på østsiden av Hyenfjorden, er et eksempel på at ustabilt fjellparti som ble oppdaget ved hjelp av InSAR. Fjellsiden er oppsprukket over en lengde på ca. 1 km.

 

Siden tidlig på 1990-tallet har satellittbasert radarinterferometri blitt brukt for å identifisere store bevegelser på bakken skapt av jordskjelv og vulkansk aktivitet. Ved hjelp av datastablingsmetoder har nøyaktigheten i dag økt betraktelig grunnet et raskt voksende arkiv av radarbilder og økt datakraft.

En radarsatellitt avgir pulser av radarenergi som spres ved jordens overflate. Når en slik puls av radarenergi blir reflektert tilbake til satellitten, blir to typer av informasjon registrert. Den første informasjon som er registrert er amplituden av signalet. Amplituden er påvirket av faktorer til overflaten som overflatemateriale, helning og fuktighet. Deretter registreres fasen av bølgen, og fasen av bølgen ved retur avhenger først og fremst av avstanden mellom satellitten og overflaten. Fasen er også påvirket av forandringer i atmosfæren, men dette er en forholdsvis liten effekt. Forskjellen mellom fasene til to bilder kommer tydelig fram ved å kombinere (eller interfere) bildene. I dette endelige resultatet av bildene vil bølgene enten forsterkes, eller svekke hverandre, avhengig av utgangspunktet. Dette bildet kalles et interferogram og inneholder konsentriske band av farge, som er knyttet til topografi og/eller overflatedeformasjon.

Bruk av SAR-bilder for å måle bevegelse er et fagområde som er under rask utvikling. Tidligere radarsatellitter hadde relativt lav romlig oppløsning, sjelden og uregelmessig dataopptak og relativt dårlig kjent baner. Derimot kan dagens radarsatellitter ta bilder med noen få dager i mellom og med romlig oppløsning på en meter eller mindre. Navigasjonssystemer som nå er installert på satellittene gir mulighet til å bestemme baner med centimeter nøyaktighet. Dette gir nå muligheten til å måle deformasjon av jordens overflate og infrastruktur med en nøyaktighet på bedre enn en millimeter per år.

Radarinterferometri blir brukt ved NGU å identifisere og overvåke fjellskred (figur 1). Siden 2009 har dette blitt utført ved hjelp av bilder fra den kanadiske Radarsat-2 satellitt, innhentet gjennom en avtale mellom Norsk Romsenter og Canada. Fra og med 2014 vil NGU bruke bilder fra det europeiske Sentinel-1a satellitt. Videre er innsynkning i store byer på grunn av menneskeskapte og geologiske prosesser en viktig anvendelse av InSAR. NGU har i over ti år studert innsynkning i flere norske byer ved hjelp av InSAR (figur 2).

InSAR-behandling ved NGU uføres ved hjelp av programvare som er utviklet av Norut i Tromsø med støtte fra Norsk Romsenter.

InSAR fungerer svært godt i urbane områder, som dette eksempelt viser fra Oslo sentrum. Analyse av radarbilder fra 2009 til i dag avslører mer enn 1 cm/år synkning i Bjørvika området.
InSAR fungerer svært godt i urbane områder, som dette eksempelt viser fra Oslo sentrum. Analyse av radarbilder fra 2009 til i dag avslører mer enn 1 cm/år synkning i Bjørvika området.