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1

28.10.2010, 22:24

[Physikfrage] Interferometrie

also ich gebe offen zu, dass ich in physik weit weniger ahnung habe, als ich gerne hätte (um nicht zu sagen: bin da eine totale niete, leider)

kann mir jemand (muss nicht unbedingt physiker sein, LK schüler oder interessierte dürften dazu wohl schon reichen) erklären, wie das mit der Interferometriefunktioniert? speziell jetzt in dieser praktischen anwendung? (englische Artikel ist besser)

konkret: durch 2 Antennen werden signale ausgesandt (laufzeit ist bekannt? darum kann man wohl die höhe zum satelliten/flugzeug berechnen nehm ich an?) was ist da aber mit der phasenverschiebung gemeint in dem zusammenhang? speziell jetzt in dem satz steht "This [...] method uses two or more [...] images to generate maps of surface deformation [...], using differences in the phase of the waves returning to the satellite" --> ok, habe jetzt 2 bilder zu unterschiedlichen zeitpunkten aufgenommen - wie kann ich da aus der phasenverschiebung jetzt veränderungen an der erdoberfläche (zB vor/nach erdbeben) feststellen? wie äußert sich das?

und in besagtem obrigen englischen artikel gibt es so ein interferogramm - wie können durch diese technik die veränderungen festgestellt werden (durch diese "phasenverschiebung" nehm ich an? aber eben das ist mir nicht ganz klar, was das überhaupt ist oder was sie in dem zusammenhang hier bewirkt)

hoffe, das war nicht zu kompliziert geschrieben. und bitte so einfach wie möglich antworten ;( armaaaaa ;( ;(

Zitat

Original von nC_$kittle_
Muss ich dann auch Hitler lieber mögen [...] nur weil er Deutscher ist?

Zitat

Original von CF_Icey
ich hab eine Hakenkreuzfahne über meinem Bett und einen Adolf-Hitler-Schlafanzug mit zugehöriger Bettwäsche

2

29.10.2010, 00:08

Was du jetzt meinst ist ja speziell das differentielle Interferogramm. Dabei werden die 2 vorher koregistrierten Bilder verglichen. Jeder Bildpunkt hat einen Phasenwert, also lässt sich aus den Bildern auch für jeden Punkt eine Phasendifferenz ermitteln. Differenz bedeutet also hier eine Deformation. Diese äußern sich im Interferogramm duch Fringes, also Bänder oder Ringe gleicher Phasendifferenz. Da man maximal 2Pi Phasendifferenz haben kann und man aber Deformationen hat die über 2Pi hinaus gehen(lässt sich aus der Wellenlänge des ausgesendeten Signals ableiten), gibt es beim Sprung von 0 auf 2 Pi oder umgekehrt jedes mal Interferenzen(dargestellt duch jeweils einen Fringe).


Zitat

Die Berechnung der Phasendifferenzen erfolgt dabei durch pixelweise Multiplikation des komplexen Bildes u1 mit dem konjugierten komplexen Bild u2. Aus dem Produkt dieser beiden Bilder entsteht dann ein komplexes
Ergebnisbild uint, dessen Phase die Phasendifferenz aus den beiden Aufnahmen darstellt.
u = u1 *e^j¦1 ⋅ u2 * e^− j¦2
Die Bestimmung der Phasenwerte für jeden Bildpunkt erfolgt mittels der arctan-Funktion, wobei die Funktion wegen der komplexen Quadratbeziehung Werte von -À bis À annehmen kann. Infolge dieses Wertebereiches ist die interferometrische Phase Modulo 2À messbar

3

29.10.2010, 00:44

aaaah! awesomest! jetzt dämmerts langsam, cool! (btw wo hastn den quote her? kann man da mehr drüber nachlesen?) also so genau im detail interessiert mich die technik auch nicht (das überlass ich gern den remote senslern und geodäten) - aber mich interessiert da eher die interpretation.

also konkret jetzt an diesem bsp:


wenn ich dich richtig verstanden habe erfolgt bei außreichend großer deformation ein fringe. d.h. wenn ich relativ starke deformation habe, müsste ich relativ viele, kleinräumige fringes haben wie hier auf dem linken bildteil (jeweils an zwei aufeinander folgenden tagen mittels SRI aufgenommen). d.h. aber auch, diese fringes äußern sich rein durch die deformation (wie in dem bsp durch massive spaltenbildung innerhalb kürzester zeit...surge glacier halt)? ein vektorfeld zur visualisierung der gletscherbewegung (in diesem fall) lässt sich da wohl nicht ableiten, mhm?

und noch was (scheinst dich da in so fernerkundungszeug besser auszukennen als ich): was ist mit dieser "perpendicular baseline" gemeint ständig? es steht zwar dabei, dass damit die "distance between satellite positions at the time of acquisition" gemeint ist - aber kein plan. hat das irgendetwas mit dem satellitenorbit zu tun? und wie beeinflusst das mein differentielles inferferogramm?

jedenfalls schon mal mega thx, mir is jetzt einiges klarer :-)

4

29.10.2010, 10:15

Habe noch einmal genauer nachgekuckt. Ein Fringe ist der gesamte Farbzyklus(und zugleich ein Phasenzyklus -pi bis pi).

Leider haben wir die Deformationsanalyse bei Interferogrammen nicht sehr ausführlich behandelt. Deshalb kann ich dir da jetzt auch nicht so sehr helfen.

Ich bin mir nicht sich was die Bilder da jetzt darstellen. Das sieht nämlich so aus als ob die Fringes dort ncihts weiter als Höhenlinien sind. Wenn du ein Interferogramm aus zwei zur gleichen Zeit aber räumlich leicht verschoben aufgenommenen Bildern errechnest, dann sind gleiche Phasendifferenzen gleichzusetzen mit gleichen Geländehöhen. Also normalerweise wird diese Technik ja benutzt um ein Geländemodell zu erstellen. Dazu muss man das Bild nur geokodieren und schon weiß man welcher Fringe welche Höhe darstellt.

Die Deformationsanalyse mit differentiellen Interferogrammen ist wirklich nicht einfach. Man benötigt ja mehrer Interferogramme die möglichst unter den selben Bedingungen aufgenommen wurden(fast unmöglich). Außerdem musst du zwischen zwei Aufnahmen eine Kohärenz schaffen, das heißt es muss eine Phasenbeziehung geben. Atmosphäre, Vegetation,Aufnahmewinkel, Basislänge sind auch nicht zu verachten. Des weiteren brauchst du ein DEM mit sehr hoher Auflösung um die Phasenmehrdeutigkeit zu beseitigen.

Wesentlich einfacher ist die Deformationsanalyse duch "Permanent Scatter". Man stellt im Messgebiet Spiegel auf die per Sattelit erkennbar sind. So ist es viel einfach die Bilder zu koregistrieren und geokodieren da ja die Positionen der Spiegel bekannt sind. Der Geschwindigkeitsvektor der Deformation lässt sich dann auch ganz einfach aus den zu vergleichenden Punktnetzen der Spiegel ablesen. Es können auch markante Gebäude oder ander Objekte mit konstanten Rückstreueigenschaften genutzt werden.

Das Problem bei DInSAR ist also kohärente Pixel in den beiden Bildern zu finden.


Hier ab Seite 20 findest du was zu SAR und Interferogrammen:
http://hss.ulb.uni-bonn.de:90/2008/1310/1310.pdf

Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von »GWC_Vegeta« (29.10.2010, 10:18)


5

29.10.2010, 12:18

Zitat

Original von GWC_Vegeta
Ich bin mir nicht sich was die Bilder da jetzt darstellen. Das sieht nämlich so aus als ob die Fringes dort ncihts weiter als Höhenlinien sind. Wenn du ein Interferogramm aus zwei zur gleichen Zeit aber räumlich leicht verschoben aufgenommenen Bildern errechnest, dann sind gleiche Phasendifferenzen gleichzusetzen mit gleichen Geländehöhen. Also normalerweise wird diese Technik ja benutzt um ein Geländemodell zu erstellen. Dazu muss man das Bild nur geokodieren und schon weiß man welcher Fringe welche Höhe darstellt

nene das passt schon so (das da oben am bild isn surge gletscher, d.h. am linken bild in der aktiven phase mit deformationen bis 5 m d^-1, am rechten im mehr oder weniger wieder ruhenden zustand (wenige cm d^-1). koheränz ist np, wo koheränz gegeben war, hat man besagte fehlerquellen rausgerechnet. wo keine kohärenz gegeben war (weil deformation zu hoch war im vergleichszeitraum, hat man sich mit intensity coherence tracking ausgeholfen...so ne art stitching mit identifikationspunkten wie in der fotographie :P )

permanent scatter ist hier in den meisten fällen nicht möglich...die meisten surge gletscher liegen so remote, da is nix mit in situ anwendungen.

aber super, die diss hilft mir echt weiter, nächsten freitag hab ich die präsi, bis dahin sollts passen. einzig was mir noch immer nicht in den schädl will ist die tatsache, dass in manchen arbeiten aus den interferogrammen doch geschwindigkeiten abgeleitet wurden. sie haben das mit hochauflösenden DEMs kombiniert um so auch die vertikale komponente zu erhalten...vllt dass sie die einzelnen aufnahmen mittels passpunkten geokodiert haben? egal, thx anyway, warst eine große hilfe :-)

6

30.10.2010, 12:00

Die vertikale Komponente lässt sich folgendermaßen berechnen:



Aber ja, ein hochauflösendes DEM braucht man dafür. Du kannst auch ein oder zwei weiter Interferogramme ohne Deformation benutzen. Am Ende hat man dann anstatt einem Höhenmodell ein Geschwindigkeitsfeld.

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »GWC_Vegeta« (30.10.2010, 12:01)