Journal of Geospatial Information Technology

fa بررسی تأثیر تغییرات رطوبت خاک بر فاز تداخل سنجی راداری Study of soil moisture change effects on L-band DInSAR phase سنجش از دور RS پژوهشي Research تداخلسنجی راداری تفاضلی (DInSAR) به عنوان یک ابزار بالقوه سنجش از دور برای شناسایی جابجاییهای سطح زمین با دقت زیر سانتیمتر شناخته شده است. تغییرات رطوبت سطحی خاک ( <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image001.png" > ) در زمان میان دو تصویر به عنوان یک پارامتر تأثیرگذار بر فاز تداخلسنجی ( <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image002.png" > )، باعث ایجاد خطا در برآورد جابجایی میشود. در این پژوهش، میزان و نحوه تأثیرگذاری <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image001.png" >  بر φ در زمینهایی با پوشش گیاهی گندم، کلزا، علف هرز، نخود و زمین بایر با استفاده از یک مدل رگرسیونی بطور تجربی بررسی شده است. برای این بررسی از دادههای هوایی سنجنده UAVSAR (باند L) همراه با دادههای اندازهگیری شده زمینی در کمپین زمینی کانادا برای رطوبت خاک در سال 2010 (CanEx-SM10) استفاده شده است. با توجه به نمودارهای پراگندگی بین φ و <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image001.png" >  و مشاهده رابطه مستقیم و تقریبا خطی بین این دو پارامتر، تعدادی فرضیه برای استفاده از یک مدلسازی رگرسیونی در نظر گرفته شد. با مقایسه فاز تخمین زده شده با استفاده از مدل رگرسیونی کالیبره شده و فاز محاسبه شده از تکنیک تداخلسنجی، بهترین نتایج مدل در زمین بایر با خطای جذر میانگین مربعات (RMSE)، 3/0 رادیان تا 6/0 رادیان و ضریب تعیین (R2)، 69% تا 72% در قطبیدگیهای VV و HH بدست آمده است. بطور کلی، نتایج مدل رگرسیونی نشان میدهد بدون تأثیر بقیه عوامل تأثیرگذار بر φ، این پارامتر میتواند به عنوان تابعی رگرسیونی از تغییرات سطح رطوبت خاک در زمینهای بایر باشد. همچنین، این مدلسازی نتایج قابل قبولی برای زمینهای دارای پوشش گیاهی ارائه میدهد (<a name="OLE_LINK5">RMSE</a>، 6/0 رادیان تا 99/0 رادیان و R2، 40% تا 55%  با توجه به نوع پوشش گیاهی و قطبیدگیهای مختلف). در مقایسهی قطبیدگیها، نوسانات φ در قطبیدگیهای همقطبش (HH و VV) همبستگی بیشتری با <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image001.png" >  نشان میدهند. بطور کلی، φ تابعی مستقیم و تقریبا خطی از <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image001.png" >  میباشد و تغییرات زیاد رطوبت سطحی خاک باعث ورود خطای قابل توجهی در برآورد جابجایی میشود. The Differential Synthetic Aperture Radar Interferometry (DInSAR) technique is recognized as a potential remote sensing tool for detecting ground surface displacements with less than a centimetre accuracy. The surface soil moisture changes ( <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image001.png" > ) during the time between the two images as an effective parameter on interferometry phase <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image002.png" > ), leads to incorrect calculation of  ground  movement  .   In this research, the amount and the way that  <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image001.png" >  affects <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image003.png" >  on  wheat, rapeseed, weed, pea and idle land fields have been investigated empirically using  a regression model.  To do this investigation,  airborne data UAVSAR (L-band) along with ground-based data in the CanEx-SM10 campaign in 2010 were used. According to the scattergraphs between <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image003.png" >  and <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image001.png" > , and observing a direct and approximately linear relationship between them, some hypotheses were taken into consideration in order to use a regression modeling . Comparing the estimated 𝜑 using the calibrated regression model and calculated 𝜑 from the interferometry technique shows that the model provided the best results for the bare field in VV and HH polarizations (RMSE) of 0.3 to 0.6 rad and R2 of 69% to 72%. In general, the results of the regression model showed that without other factors’ effects on <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image003.png" > , this parameter can be modelled <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image001.png" >  based on a regression function in bare fields. The model also provided acceptable results in vegetated fields (RMS of 0.6 to 0.99 rad and R2 of 40% to 55% depending on the different vegetation types and different polarizations). Comparing polarizations, <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image003.png" >  fluctuations in co-polarizations (HH and VV) showed a higher correlation with <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image001.png" > . Consequently, φ is directly affected by <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image001.png" > , and significant changes  in <img alt="" chromakey="white" src="file:///C:UsersADMINI~1AppDataLocalTempmsohtmlclip11clip_image001.png" >  brings about a considerable error in displacement estimation. تداخل سنجی راداری, فاز, رطوبت سطحی خاک, تغییرات پوشش گیاهی. DInSAR, phase, temporal decorrelation, surface soil moisture change. 81 101 http://jgit.kntu.ac.ir/browse.php?a_code=A-11-371-12&slc_lang=fa&sid=1 Sadegh Ranjbar صادق رنجبر sranjbar91543397@gmail.com 10031947532846008262 10031947532846008262 No University of Tehran دانشگاه تهران Mehdi Akhoondzadeh مهدی آخوندزاده هنزائی makhonz@ut.ac.ir 10031947532846008263 10031947532846008263 Yes University of Tehran دانشگاه تهران