ALOS-1 L-band PALSAR와 COSMO-SkyMed X-band SAR 시계열 영상을 이용한 도심지 변위관측 성능 비교 분석 = Comparison of Observation Performance of Urban Displacement Using ALOS-1 L-band PALSAR and COSMO-SkyMed X-band SAR Time Series Images

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We applied PSInSAR to two SAR satellite (ALOS-1 and COSMO-SkyMed) images and analyzed the difference in displacement observation performance according to sensor characteristics. The building layer was extracted from the digital topographic map, and the PS extracted from the SAR image was classified into two groups (building structure and ground surface) for density analysis. The density of PS extracted from the research area was 0.023 point/m2 for ALOS-1 PALSAR and 0.1 point/m2 for COSMO-SkyMed, more than 4 times PS was extracted compared to ALOS-1. In addition, not only the PS density in the building, but also the density in the ground were greatly increased. The average displacement velocity of ALOS-1 PALSAR is within ± 1 cm/yr, while for COSMO-SkyMed it is within ± 0.3 cm/yr. Although it is difficult to make quantitative comparisons because it does not use the data for the same period, it can be said that the accuracy of X-band SAR system is very high compared to the Lband. In consideration of PS observation density and observation accuracy of displacement, X-band SAR data is very effective in research where it is important to acquire useful signals from the ground surface, such as ground subsidence and sinkhole.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 두개의 SAR 위성(ALOS-1과 COSMO-SkyMed) 영상에 PSInSAR 기술을 적용하여 각기 다른 센서 특성에 따른 변위 관측 성능의 차이를 분석하였다. 수치지형도 레이어로부터 건물 레이어를 추출하여, SAR 위성 영상으로부터 추출된 PS를 건물구조물과 지표면에서 추출되는 PS로 분류하고 각각 밀도 분석을 수행하였다. 연구지역에서 추출된 PS의 밀도는 ALOS-1 PALSAR의 경우 0.023 point/m2, COSMO-SkyMed는 0.1 point/m2로 ALOS-1에 비해 4배 이상의 PS가 추출되었다. 또한, 건물에서의 PS 밀도뿐만 아니라 지면에서의 관측 밀도도 크게 증가하였다. ALOS-1 PALSAR의 평균 변위속도는 ±1 cm/yr 이내의 값을 갖는 반면 COSMOSkyMed의경우 ±0.3 cm/yr 이내의 매우 안정적인 값을 보이고 있다. 비록 동일 기간의 자료를 사용한 것이 아니기 때문에 정량적인 비교는 어렵지만, L-band에 비해 X-band SAR 시스템의 변위관측 정밀도가 매우 높다고 할 수 있다. X-band와 L-band SAR 영상 비교분석을 통해 지반침하, 싱크홀과 같이 도심지 지표면에서 유용한 신호를 획득하는 것이 중요한 연구에서 PS 관측 밀도 및 변위 관측 정밀도를 고려하였을 때 X-band SAR 자료가 매우 효과적이다.

참고문헌 (Reference)

1 Ferretti, A., "Permanent scatterers in SAR interferometry" 39 (39): 8-20, 2001

2 Ferretti, A., "Nonlinear subsidence rate estimation using permanent scatterers in differential SAR interferometry" 38 (38): 2202-2212, 2000

3 Kim, S.-W., "Monitoring the risk of large building collapse using persistent scatterer interferometry and GIS" 29 (29): 1-11, 2018

4 Colesanti, C., "Monitoring landslides and tectonic motions with the Permanent Scatterers Technique" 68 (68): 3-14, 2003

5 Wegmuller, U., "Mitigation of thermal expansion phase in persistent scatterer interferometry in an urban environment" 1-4, 2015

6 Crosetto, M., "Measuring thermal expansion using X-band persistent scatterer interferometry" 100 : 84-91, 2015