Ανάλυση παρατηρήσεων SAR για τον προσδιορισμό μεταβολών υψομέτρων στην ευρύτερη περιοχή της Θεσσαλονίκης
Creators: name: Τριανταφύλλου, Αναστασία Ιωάννη
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: SAR (Synthetic Aperture Radar) – Ραντάρ Συνθετικού Ανοίγματος
Παρακολούθηση παραμορφώσεων
SBAS (Small Baseline Subset) – Μέθοδος Υποσυνόλων Μικρών Βάσεων
SAR (Synthetic Aperture Radar)
Deformation monitoring
SBAS (Small Baseline Subset)

description: Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία, με τίτλο «Ανάλυση παρατηρήσεων SAR για τον προσδιορισμό μεταβολών υψομέτρων στην ευρύτερη περιοχή της Θεσσαλονίκη», εκπονήθηκε από την Αναστασία Ι. Τριανταφύλλου, μεταπτυχιακή φοιτήτρια στο μεταπτυχιακό πρόγραμμα σπουδών με τίτλο «Γεωπληφορική» και έμφαση στις «Σύγχρονες Γεωδαιτικές Εφαρμογές» του Τμήματος των Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Στόχος της εργασίας ήταν δημιουργία ενός μοντέλου ταχυτήτων που θα περιγράφει τον ρυθμό εδαφικής παραμόρφωσης της περιοχής της Θεσσαλονίκης από παρατηρήσεις SAR. Η Θεσσαλονίκη βρίσκεται στο βόρειο τμήμα της Ελλάδας και αποτελεί ένα από τα κύρια μητροπολιτικά κέντρα των Βαλκανίων. Η περιοχή μελέτης υπόκειται σε συνεχή και χαμηλής έντασης τεκτονική δραστηριότητα γεγονός που υποδεικνύει ότι υπόκειται σε μικρές αλλά σημαντικές παραμορφώσεις. Η διαφορική συμβολομετρία (DInSAR – Differential Synthetic Aperture Radar Interferometry) είναι μία καινοτόμος τεχνική μέσω της οποίας είναι δυνατός ο υπολογισμός και η μελέτη τέτοιων φαινομένων με ακρίβεια χιλιοστού. Για την εφαρμογή της αξιοποιήθηκε ένα μεγάλος αριθμός απεικονίσεων C-band Sentinel-1 SAR που καλύπτουν τη χρονική περίοδο από τις αρχές του 2017 μέχρι και τον Σεπτέμβριο του 2019. Για τη βελτιστοποίηση των αποτελεσμάτων εφαρμόστηκε ο αλγόριθμος SBAS (Small Baseline Subset) (Berardino et al., 2002), ο οποίος συνδυάζει συμβολογραφήματα μετά την εκτύλιξή τους, που χαρακτηρίζονται από μικρές χρονικές και χωρικές βάσεις, με σκοπό την ελαχιστοποίηση της συμβολής εξωγενών παραγόντων, όπως οι τοπογραφικές και οι ατμοσφαιρικές επιδράσεις. Τελικό προϊόν της μελέτης ήταν η εξαγωγή κατακόρυφων ρυθμών παραμόρφωσης, μεγάλης ακρίβειας, οι οποίες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη διόρθωση και τη διαχρονική ενημέρωση του κατακόρυφου συστήματος αναφοράς της Ελλάδας. Οι κατακόρυφες ταχύτητες που εξάγαμε για την περιοχή της Θεσσαλονίκης στην παρούσα εργασία παρουσίασαν τις πραγματικές τάσεις της περιοχής, και ήταν της τάξης των ±2 cm/year, με τις αρνητικές τιμές να υποδηλώνουν καθίζηση και τις θετικές ανύψωση. Έντονα φαινόμενα καθίζησης υπολογίστηκαν δυτικά και ανατολικά της πόλης της Θεσσαλονίκης, στην περιοχή του Καλοχωρίου και της Περαίας αντίστοιχα. Αντίθετα τάση ανύψωσης εμφάνιστηκε εντός της πόλης και ιδιαίτερα στην περιοχή του Ωραιοκάστρου. Τα αποτελέσματα αξιολογήθηκαν μέσω της σύγκρισης τους με κατακόρυφες ταχύτητες που υπολογίστηκαν από συνεχείς μετρήσεις GNSS από μόνιμους σταθμούς της περιοχής
description: The present MSc thesis, entitled ‘’SAR analysis of vertical ground deformation at Thessaloniki”, was submitted by Anastasia I. Triantafyllou, MSc candidate at the Department of Geodesy and Surveying, School of Rural and Surveying Engineering of the Aristotle University of Thessaloniki. The aim of this study was to generate a vertical deformation model for the Broader area of Thessaloniki, using only SAR data, in order to assess their impact on its estimation. The city of Thessaloniki in Northern Greece has become a highly populated and heavily industrialized region. The city is dominated by almost continuous, but low in magnitude, tectonic activity, suggesting that the area must be subject to small but important displacements. The main objective of this study is to exploit the DInSAR technique for the detection and monitoring of those deformation phenomena, focusing on the vertical component, using data acquired by the Sentinel-1 constellation of satellites. A large set of ascending C-band Sentinel1-SAR images, covering the period between 2016 and 2018, was used for this purpose. To investigate the improvement of the interferometric deformation measurements, the SBAS (Small Baseline Subsets) (Berardino et al., 2002), algorithm was used, employing an advanced multi-pass DInSAR technique that combines unwrapped interferograms with small spatial and temporal baselines to minimize the topographic and atmospheric artifacts. The aim of this work was to use the such-derived vertical deformations as a tool for monitoring and adjusting the realization of the Greek vertical datum. The calculated velocities display the observed deformation rates. They range from -2 το +2 cm/year, where the negative values represent subsidence and can be detected in the western (Kalochori) and eastern (Peraia)part of the area of interest, whereas positive values, which represent uplift, are found within the city center and in its northern part (Oraiokastro). As a final step, prior measurements acquired by CORS GNSS stations located are compared with the DInSAR estimates to assess a more precise and validated vertical ground deformation model of the area