ALOS PALSAR Verileri ile Gerçekleştirilen Çalışmalar

Uydu : ALOS

Sensör : PALSAR

Çerçeve - İz : 730 - 608, 740-604, 740-608 Veri Modu : Artan

Teknik : DInSAR

Bölge : Kırsal Alanlar (genel)

Yazılım : SarProz

Konya Kapalı Havzası için gerçekleştirilen InSAR çalışmaları kapsamında havzanın genel anlamda kırsal alanlardaki deformasyon durumunun belirlenmesi amacıyla, özellikle bitki örtüsü ile ekili alanlarda oldukça iyi sonuçlar veren L bant ALOS PALSAR verilerinin (Clewley ve ark., 2015) kullanılması gerekmektedir. ALOS PALSAR SAR görüntü özellikleri ile ilgili üst bölümlerde yeteri bilgi verildiği için bu bölümde tekrar değinilmeyecektir. Söz konusu uygulamada görüntü sayısının çalışma bölgemiz üzerinde kısıtlı olması nedeniyle DInSAR çalışması yapılmış, yazılım olarak SarProz kullanılmıştır.

Burada diğer uygulamalarda da olduğu gibi önemli noktalardan biri görüntü seçimidir. Görüntülerin tarihleri (zamansal baz uzunlukları) ve edinim anındaki uyduların birbirlerine göre konumları dikkat gerektiren bir işlemdir. Bu çalışma için, çökme miktarlarının en çok olması beklenen ve mevsim değerlerine göre yağışın en

yoğun olduğu Şubat, sıcaklıkların artış gösterdiği Haziran ve Eylül ayları 2006 ve 2008 yılları için seçilmiştir. ALOS PALSAR görüntülerinin birbirlerine göre konumları Bölüm 4.5, Şekil 4.5'den incelenebilir. Bu çalışma kapsamında elde edilen üç farklı çerçevedeki ALOS PALSAR görüntüleri için öncelikle Envisat ve ERS-2 verilerininde odak noktasını oluşturan Merkez Nokta Koordinatına en yakın olan çerçeve seçilmiştir (Şekil 4.5: ALOS üst çerçeve).

SAR verilerinin işlenmesi bilindiği gibi temelde, kompleks halindeki birincil verinin oluşturulması ve bunun ardından oluşturulan ikincil veri ile çakıştırılması (eşlenik piksellerin) esasına dayanmaktadır. Çoklu interferometre bir başka deyişle İleri InSAR tekniklerine göre veri işlemede ise daha önce de bahsedildiği gibi; N+1 sayıda (N: görüntü sayısı) interferogram oluşturulacağından, her bir ikincil görüntü oluşturularak birincil görüntü ile aynı anda (üstüste) çakıştırılır.

Bu çalışmada HH polarizasyonda olan 3 adet ALOS PALSAR SAR verisi 608 iz, 740 çerçeve için tek tek okunarak, içlerinden baz uzunluğu değerlerine göre optimal olan görüntü (20060924) birincil görüntü seçilmiştir. Şekil 4.59'da birincil SAR verisine ait oluşturulmuş yansıma haritası (reflectivity map) verilmektedir. Yansıma haritasının incelenmesi, oluşturulacak interferogramların sağlığı açısından önemlidir. Şekil 4.59 özellikle merkez ve çevresinde bulunan bazı ekili alanlarda yüksek yansıma değeri vermektedir (açık gri tonlu alanlar).

Şekil 4. 59. 20060924 tarihli birincil görüntüye ait yansıma haitası (açık gri tonlarında gösterilen alanlar yansıma değeri yüksek olan kent merkezileri ve dağlık alanları işaret ederken, siyaha yakın koyu alanlar

Görüntülerin düzgün bir şekilde çakışması bundan sonraki aşamalar için (jeoreferanslama ve interferogram oluşturma) son derece önem arzetmektedir. Bu işlemin en hassas şekilde gerçekleşmesini sağlayan faktör, çalışma alanı için uygun Sayısal Yükseklik Modelinin çalışmaya dahil edilmesidir. İnterferogramların oluşturulmasında topoğrafik faz düzeltmesi (faz katkısının çıkarılması) için kullanılan SRTM verisi bu çalışma için tercih edilmiş ve Şekil 4.60'da Sayısal Yükseklik Modeli oluşturulmuştur.

Şekil 4. 60. Çalışma Alanını kapsayan Sayısal Yükseklik Modeli.

Burada kırmızı-mavi aralığında verilen harita için, kırmızı renkler en yüksek noktayı, mavi renkler ise görece en düşük yüksekliği ifade etmektedir. Şekilde çarpı ile işaretlenmiş yerler çalışma alanımızı (özel olarak seçtiğimiz ve interferogram oluşturmak amacıyla belirlediğimiz) göstermektedir.

Çalışma alanında odaklandığımız bölge seçilen çerçevenin tamamı değil, özellikle ilgi alanı (Area of Interest - AOI) olarak seçtiğimiz Konya Kent Merkezi ve çevresini kapsayan küçük çerçevedir (Şekil 4.61). Bu çerçeve için belirlenen AOI Merkez Noktası 37.8779 enlem, 32.6197 coğrafi koordinatları üzerinde yer almaktadır (Şekil 4.61).

Şekil 4. 61.Çalışma alanında interferogram oluşturmak için odaklanacağımız bölge (Konya Merkez ve çevresi)

Şekil 4.61'de seçilen çalışma alanı çerçevesi oldukça büyüktür. Çözümleme işlemi çok büyük alanlar için uygun değildir. Iterasyon işlemi her piksel için yapıldığından, büyük alanlarda istenilen sonucu elde etmek güçleşir. Eğer çözümleme yapılacaksa baz uzunluğu açısından uygun tarihli görüntüler ile oluşturulan interferogramlar seçilmelidir. Ayrıca çok küçük alanlarda çözümleme işleminin daha uygun olması sebebiyle, bu bölge için çözüleme işlemi yapılmamıştır. Çünkü büyük alanlarda yapılan çözümleme işleminde, alanın tamamı uyuşumsuz (dekorelasyonlu) noktalarla kaplı olacaktır. Bu nedenle çözümleme işlemi tercih edilmemiştir.

Bilindiği gibi, bir çift interferogram oluşturmak için (DInSAR çalışmalarında) uyuşum değerinin hesaplanması son derece önemlidir. Ancak PSInSAR uygulamaları için bazı durumlarda çok da gerekli değildir. Sadece bir çift interferogram için uyuşum

haritası dekorelasyonlu pikselleri filitreler. Böylelikle maskelenmiş interferogramları google earthe atmak mümkün olur.

Söz konusu DInSAR çalışmasında iki adet anlamlı interferogram elde edilmiş, 5X5 pencere oranında maskelenerek sonuçlar yorumlanmıştır. İki görüntü sonucundan da kırsal alanlar için kesinlikle çökme olduğu sonucu, interferogramlar üzerindeki örüntüler incelendiğinde net bir şekilde görülmektedir.

Limitli sayıda ALOS PALSAR görüntümüz olmasına rağmen, L-band radar sinyalleri ekili alanlarda DInSAR çalışmasıyla bile iyi sonuçlar vermektedir (Şekil 4.62, 63).

Neredeyse benzer sonuçlar Şekil 4.63'de de yakalanmış, burada sadece Konya'nın doğusu değil aynı zamanda Kaşınhanı İlçesinin doğusunda da (ERS verileri ile elde edilen sonuç bölgesi - Çarıklar Fatih mevkii) görülmektedir. Burada üst Bölüm 4.7.1'de verilen Şekil 4.44, Şekil 4.62 ile doğrulanmaktadır. Bu bölge aynı zamanda FETH GPS noktasının da yakın civarındadır. Çökme değerleri neredeyse StaMPS'den elde edilen ve ERS verileri ile oluşturulan PSInSAR sonuçları ile aynıdır (Bknz. Şekil 4.47).

Şekil 4.62 ve 4.63'deki renk çubuğunda renkler birbrinin tersini göstermektedir. Bunun nedeni DInSAR çalışmalarına esas olmak üzere birincil ve ikincil görüntü eşleştirmesinin çakıştırma işlemi sırasının farklı (zıt) olmasıdır. Şekil 4.62'de birincil görüntü ikincil görüntüden sonra, Şekil 4.63 de ise öncedir.

Şekil 4. 62. 608 iz - 740 çerçevede ALOS PALSAR DInSAR sonuçları (2008/02/12-2006/0924 ifg - 480 gün)

Şekil 4. 63. 608 iz - 740 çerçevede ALOS PALSAR DInSAR sonuçları (2006/06/24-2006/09/24 ifg - 93 gün), FETH, KCKY ve CARK GPS noktaları

İnterferogramlar için deformasyonlu bölge tamamen kırsal alanı kaplamaktadır. Bu alanda mevcut alan ekili bir alan olup, yansıtıcı özelliği olan yapılar veya büyük taş blokları hemen hemen hiç yoktur. Buradan da anlaşılmalıdır ki L bantta çalışan ALOS PALSAR verilerinin, C bantta çalışan Envisat ASAR veya ERS verilerine oranlara kırsal alan deformasyon belirlemede oldukça etkin oldukları görülmektedir.

İki interferogram sonucunda birinin yavaş deformasyon oranını verdiği (2008/02/12-2006/0924 ifg), diğerinin ise daha hızlı gelişen deformasyon oranını (2006/06/24-2006/09/24 ifg) verdiği görülmektedir. Bunlar uygun uyuşum değerleri kullanılarak maskelenmiş haritalardır.

İnterferogramları yorumlamak gerekirse; Konya Kent Merkezi'ndeki "yeşil alanlar" deformasyonu, Kaşınhanı'nın batısında gözlemlenen 2 adet örüntü de yine ciddi oranda deformasyonu işaret etmektedir.

Az önce de bahsedildiği gibi, SarProz bu verileri aynı anda işlediği için, ilk görüntüde (Şekil 4.62) birincil SLC ikincil SLC'den sonra, ikinci görüntüde ise (Şekil 4.63) birincil SLC ikincil SLC'den önce çakıştırılmıştır. Dolayısıyla renklerle gösterilen deformasyon lejantındaki renkler birbirinin tam tersidir. Ama lejanttan bakıldığında, ikinci ifg (93 günlük), sadece açık maviden koyu maviye yaklaşık 3 radyan, birinci ifg (~2 yıl) koyu maviden sarıya ve kırmızıya sonra tekrar maviye yani 1 örüntü, yaklaşık 8 radyan oranında deformasyon söz konusudur.

Sonuç olarak hem Envisat ASAR ve ERS verileri hem de ALOS PALSAR verileri ile yapılan StaMPS ve SarProz sonuçları kırsal alanlar için de birbiriyle tutarlı görülmektedir.