Προκαταρκτική αξιολόγηση των εικόνων ραντάρ για τη γεωμορφολογική έρευνα στη ΝΔ Λιβύη

Από RemoteSensing Wiki

Preliminary evaluation of radar images for geomorphological investigation in SW Libya

Συγγραφέας: Alessandro Perego

Πηγή: http://www.webalice.it/alper78/esempi/libia/radar.html

Εικόνα 1

Εικόνα 2:Στις εικόνες 1 και 2 βλέπουμε εικόνες SIR-C στις C και L ζώνες στην Erg Uan Kasa. Οι φωτεινότερες περιοχές αντιπροσωπεύουν κυρίως βραχώδες υπόστρωμα ή ιζήματα, ενώ οι αμμόλοφοι εμφανίζονται με σκούρο χρώμα. Στη ζώνη συχνότητας C οι αμμόλοφοι έχουν πιο σκούρο χρώμα όσον αφορά τις γύρω περιοχές, ενώ στη ζώνη L οι άκρες τους ανιχνεύεται πιο δύσκολα. Στην εικόνα 2 βλέπουμε ότι οι εικόνες ραντάρ μας προσφέρουν καλύτερα υδρογραφικά στοιχεία από ότι ο Landsat.

Εικόνα 3:Σε αυτή την εικόνα αλλουβιακές αποθέσεις που με το πέρασμα του χρόνου πληρώθηκαν από άμμο.

Εικόνα 4:Τα βέλη που φαίνονται στην εικόνα δείχνουν στοιχεία ποταμών που δεν είναι ορατά στην εικόνα Landsat. Ο αριθμός τους είναι μεγαλύτερος στον L-band, χάρη στην μεγαλύτερη ικανότητα διείσδυσης του στην άμμο.

Εικόνα 5:Στον L-band τα σκοτεινά σημεία ευθυγραμμίζονται με κατεύθυνση Β-Ν είναι ελάχιστα ορατά στον C-band και δεν είναι καθόλου ορατά στην εικόνα Landsat. Πιθανώς πρόκειται για ενδείξεις θραύσης ή ρηγμάτων κάτω από την άμμο.

Εικόνα 6:Παρατηρούμε πολλά φωτεινά σημεία που αντιπροσωπεύουν την βλάστηση σε μια τεχνητή όαση. Προς βορρά εικόνες ραντάρ δείχνουν δαιδαλώδη παλαιοκανάλια που είναι ελάχιστα ορατά στην εικόνα Landsat.

Ιστορικό: η ικανότητα διείσδυσης του σήματος του ραντάρ στην άμμο.

Οι εικόνες ραντάρ (SIR-A) που αποκτήθηκαν από τη βόρειο-ανατολική Σαχάρα το 1981, κατά τη διάρκεια της πρώτης αποστολής της NASA Shuttle έδειξαν την ικανότητα της L-band να διεισδύσει 1 ή 2 m κάτω από την άμμο και να επιστρέψει τη λήψη πληροφοριών για τα γεωλογικά και γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά της περιοχής που καλύπτονται από άμμο( McCauley κ.ά., 1982? Schaber κ.ά., 1986). Η επιβεβαίωση για το όφελος των εικόνων ραντάρ SIR-A και SIR-B σε ότι αφορά την μελέτη του υποβάθρου κάτω από την άμμο ήρθε και από εικόνες που λήφθηκαν από τη Σαουδική Αραβία, Κίνα και Καλιφόρνια. Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, τα δεδομένα από AIRSAR και SIR-C / X-SAR επιτρέπουν τη δυνατότητα διείσδυσης στην άμμο, κυμάτων διαφορετικού μήκους και πόλωσης. Η ανάλυση των εικόνων από έρευνες που διεξάγονται στην Αίγυπτο, την Αραβία, Αριζόνα και το Ισραήλ έδειξαν ότι μεγαλύτερα μήκη κύματος διεισδύουν βαθύτερα στην άμμο. Οι πολωτές HH και VV έχουν παρόμοιες ιδιότητες, ενώ διασταυρούμενη πόλωση HV και VH έχει ελαφρώς μεγαλύτερη ικανότητα διείσδυσης. Υπολόγισαν το μέγιστο βάθος απεικόνισης ραντάρ για τις ζώνες X, C, Ε και Ρ, που βρέθηκαν ίσες με 0,25 m, 0,52 m, 2.07m και 5,87 m αντίστοιχα. Οι τιμές αυτές επιβεβαιώθηκαν από τις έρευνες σε Αίγυπτο και Αριζόνα. Το σήμα του L-band διείσδυσε μέχρι 4 m κάτω από την άμμο στην Αραβία. Αυτή η τιμή μπορεί να οφείλεται στην χαμηλή περιεκτικότητα σε τρισθενή σίδηρο. Στην πραγματικότητα ο Matzler (1998) πρότεινε τη καθαρή χαλαζιακή άμμο που έχει μεγαλύτερο βάθος διείσδυσης από την οξειδωμένη άμμο. Επίσης ο άργιλος απορροφά ή εξασθενεί το σήμα του ραντάρ. Η καλύτερη διείσδυση ραντάρ λαμβάνει χώρα με υψηλή γωνίες (> 30 °), καθώς αυτό επιτρέπει μεγαλύτερη διάθλαση στη διεπιφάνεια αέρα-άμμου και για να επιτευχτεί η διείσδυση το υλικό θα πρέπει να είναι εξαιρετικά ξηρό και λεπτόκοκκο με πάχος λίγων μέτρων. Παρ 'όλα αυτά σύμφωνα με τον Farr et al. (1986) και Blumberg et al. (2004) παρατηρείται διείσδυση ραντάρ σε περιοχές όπου η υγρασία του εδάφους είναι υψηλότερη από ό, τι σε άνυδρες περιοχές. Εργαστηριακές μετρήσεις από τους Williams και Greely (2001) έδειξαν εξασθένηση του σήματος ραντάρ για μήκη κύματος από 5 έως 60cm με τρεις διαφορετικές περιεκτικότητες σε υγρασία: με 10,7% υγρασία έχουμε εξασθένηση του σήματος για το L-band ενώ για το X-band και C-band είναι μεγαλύτερη (περίπου 320 και 130 dB / m, αντίστοιχα). Πρόσφατα, με το έργο SAHARASAR ολόκληρη η Ανατολική Σαχάρα έχει παρατηρηθεί με JERS-1 εικόνες ραντάρ (L-band). Σημαντικά αποτελέσματα έχουν ήδη ληφθεί, όπως η ανακάλυψη θαμμένων παλαιοκαναλιών, τεκτονικά χαρακτηριστικά και κρατήρες (Paillou et al, 2003?. Paillou et al., 2004).

SIR-C / X- SAR εικόνες από το Wadi Tanezzuft και Erg Uan Kasa (ΝΔ Λιβύη

Τρεις εικόνες(παρόλο που δεν ήταν καλής ποιότητας) που αποκτήθηκαν κατά τη διάρκεια της αποστολής SIR-C / X-SAR, χρησιμοποιήθηκαν για την αξιολόγηση των δεδομένων ραντάρ στη ΝΔ Λιβύη.

Συμπεράσματα

Αυτές οι σύντομες παρατηρήσεις επιβεβαιώνουν τη χρησιμότητα των εικόνων ραντάρ για γεωμορφολογική έρευνα και αποδεικνύουν ότι η περιοχή της ΝΔ Λιβύης έχει καλές περιβαλλοντικές συνθήκες για τη διείσδυση του σήματος ραντάρ στην άμμο.