Yapay açıklıklı radar ve GPS/GNSS verileri ile düşey yönlü yüzey deformasyonlarının modellenmesi
Modeling of vertical surface deformations using Synthetic Aperture Radar and GPS/GNSS data
Yazar: OĞUZ ÇINAR
Danışman: DOÇ. DR. RAMAZAN CÜNEYT ERENOĞLU
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Coğrafi Bilgi Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry
Dizin: GPS = Global Positioning System ; Radar görüntüleri = Radar images ; Sayısal görüntü işleme = Digital image processing ; Sentetik açıklık radarı = Synthetic aperture radar ; İnterferometri = Interferometry

Özet:
Günümüzde geleneksel ölçme sistemlerinin yanı sıra uydu jeodezisindeki gelişmeler yardımı ile daha geniş alanlarda daha hızlı ve yüksek hassasiyette veri elde edilebilmektedir. Bu doğrultuda düşey hareketliliği izlemek üzere santimetre seviyesinde hassasiyete sahip Yapay Açıklıklı Radar (Synthetic Aperture Radar-SAR) verisinden yararlanılmıştır.
Söz konusu araştırmada potansiyel hareketliliğe sahip karakteristik bir çalışma bölgesi seçilmiştir. Çalışma alanında oluşturulan Küresel Konumlama Sistemi (Global Positioning System-GPS) ağı yardımıyla ölçme noktalarındaki düşey hareketliliğin Yapay Açıklıklı Radar teknolojisi ile birlikte belirlenmesi ve aralarındaki korelasyon üzerinde durulmuştur. Yukarıda bahsedilen GPS ağı kampanya tipi ölçmelerle periyodik bir şekilde takip edilmiştir.
Jeodezi bilimi, zamana bağlı olarak meydana gelen yüzey değişimlerini yani deformasyonları farklı tekniklerle belirleyebilmektedir. Günümüzde düşey hareketliliğin izlenmesinde GPS'in yanı sıra SAR teknolojisi de kullanılmaktadır. GPS ile yatay düzlemde yüksek hassasiyetli noktasal veri elde edilebilir. SAR ise alan bazlı ölçme yapmaktadır. Yer ölçmelerine gerek duymaz ve uydu bakış doğrultusunda bilgi verir. 
İnterferometrik Yapay Açıklıklı Radar (Interferometric Synthetic Aperture Radar- InSAR), aynı bölgeye ait iki SAR görüntüsünün interferogram denilen faz girişimi görüntüsünü elde etmek üzere birleştirilmesidir. SAR görüntüleri faz ve genlik değerlerinden oluşur. Faz değeri radar anteni ile hedef arasındaki uzaklık bilgisini içermektedir. Genlik bilgisi ise hedefin yansıma özelliklerini içermektedir. SAR algılayıcıları gönderdiği elektromanyetik sinyalin hem geri yansıyan kısmının şiddetini hem de sinyaldeki gecikme zamanını kaydeder. İnterferogramdaki faz bilgisi kullanılarak çalışılan bölgeye ait sayısal yükseklik modeli oluşturulabilmektedir. Yükseklik değişimleri ve deformasyonlar tespit edilebilmektedir. Diğer jeodezik yöntemler düzensiz olarak dağılmış ve kesikli ölçüler sağlarken SAR görüntülerinin kapsadığı binlerce kilometrelik alan içerisinde piksel tabanlı deformasyon bilgisi sağlamaktadır.
Bu tez çalışmasında kullanılan SAR verisi Avrupa Uzay Ajansı'nın Sentinel-1A uydu görüntüleridir. Elde edilen SAR görüntüleri SNAP programı aracılığıyla incelenmiştir ve Sentinel-1 interferometrik veri işleme aşamaları uygulanmıştır. Faz çözümlemesi ise SNAPHU yazılımı ile gerçekleştirilmiştir.
Araştırma sonucunda SAR yardımıyla alansal olarak izlenen düşey hareketlilik verileri ve GPS gözlemleriyle elde edilen noktasal düşey hareketlilikler arasındaki korelasyon incelenmiştir. Zemin çökmeleri ve yükselmeleri coğrafi bilgi sisteminde modellenmiştir.

Abstract:
Today, besides conventional measuring systems, faster and more accurate data can be obtained in larger areas with the help of improvements in satellite geodesy. In this aspect, Synthetic Aperture Radar (SAR) data with the precision at the centimeter level were utilized to monitor the vertical mobility. 
In this research, a characteristic working area with potential mobility was selected. With the help of Global Positioning System (GPS) network that formed in the working area, the vertical mobility in the measuring points were determined with SAR technology and the correlation between them were emphasized. Above mentioned GPS network were monitored periodically with the campaign type measurements. 
Geodesy science can determine surface changes over time, namely deformations, by different techniques. Nowadays, besides the GPS, SAR technology is also used to monitor vertical mobility. High-precision point data in a horizontal plane can be obtained with GPS. SAR, on the other hand, takes field-based measurement, does not require earth measurements and gives information in the satellite line of sight. 
Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) is the combining of two SAR images of the same region into a phase interference image called interferogram. SAR images consist of phase and amplitude values. The amplitude value contains the reflection features, while the phase value contains the information about the distance between the radar antenna and the target. SAR sensors record the intensity of both the reflected part and the delay time of the electromagnetic signal that sent. Digital elevation model of the work area can be created with the use of phase value in the interferogram. Elevation changes and deformations can be determined. Other geodetic methods provide irregular distributed and discrete measurements, while SAR provides pixel based deformation information within thousands of kilometers covered by SAR images. 
The SAR data which used in this thesis were obtained from Sentinel-1A satellite images from European Space Agency. SAR images were investigated through SNAP program and Sentinel-1 interferometric data processing steps were applied. Phase analysis were carried out with SNAPHU software.
As a result of this research, correlation between the vertical mobility data which areally monitored with the help of SAR and the point vertical mobilities obtained by GPS observations were investigated. Land subsidence and elevations were modeled with geographical information system.