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Banque de données projets FEDRA

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Combinaison des bases InSAR pour la génération de phases topographiques de référence

Projet de recherche T4/DD/38 (Action de recherche T4)


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L’interférométrie SAR (InSAR) peut générer des modèles d’élévation numérique (DEMs) en mesurant la phase interférométrique de deux images co-enregistrées de la même région, acquises lors de deux passages consécutifs du satellite. Si la contribution topographique du terrain peut être soustraite, l’interférogramme reflétera uniquement les changements survenus entre les acquisitions. Cette technique d’interférométrie différentielle SAR (DInSAR) permet de détecter et de mesurer les changements de terrain à l’échelle du centimètre. Des résultats spectaculaires ont ainsi été obtenus dans les domaines tectoniques, vulcanologiques, des glissements de terrain et des études postérieures aux phénomènes sismiques

L’enlèvement de la phase topographique tout en gardant la phase des déplacements peut se faire soit en utilisant un DEM externe, soit une paire interférométrique jouant le rôle de référence topographique. Dans le premier cas, il faut être certain de mesurer effectivement les déplacements de l’interférogramme différentiel et non des erreurs locales du DEM, dans le deuxième cas, la phase topographique doit être libre d’artefacts.

Il est proposé d’utiliser les potentialités des archives SAR de l’Agence spatiale européenne (ESA) pour implémenter une méthode basée sur la combinaison de base afin de produire des phases topographiques fiables. En combinant plusieurs interférogrammes d’une zone donnée, chacun ayant une "altitude d’ambiguïté" donnée, on peut générer un interférogramme combiné avec un bon taux signal-bruit (SNR) et une "altitude d’ambiguïté" équivalente nettement plus courte que ce que l’on pourrait obtenir avec une paire SAR unique, à cause de la décorrelation de base. L’estimation de la méthode sera effectuée en comparant les DEM à haute résolution en résultant avec ceux existants. Deux sites-test belges, recouvrant les zones de Bruxelles et de Liège sont proposés. Dans les deux cas, les DEMs à haute résolution de référence sont disponibles avec une altitude de résolution < 1 m.

Le projet sera conduit par un réseau reprenant le Centre Spatial de Liège (CSL), un centre de recherche de l’Université de Liège, agissant comme coordinateur de projet, et le Departments of Electrical Engineering and Geophysics de la Stanford University (Californie). Il a originalement été soumis et accepté dans le cadre de la troisième soumission ERS de ESA.

Des recherches intensives ont été entreprises afin d'atteindre le seuil de connaissances permettant de transférer le savoir-faire InSAR/DInSAR à l’industrie (commercialisation de logiciel) et aux utilisateurs (offre de services). Dans le cadre du National TELSAT-3 Remote Sensing Programme, CSL a développé un processeur InSAR/DInSAR et établi des collaborations avec un large spectre d’utilisateurs afin de démontrer l'applicabilité de la technique aux diverses disciplines. Ce processeur a été utilisé dans une étude récente financée par le Data User Programme (DUP) de l’Agence spatiale européenne (ESA) pour effectuer une évaluation de la qualité de la cartographie topographique InSAR. L’expérience acquise comme résultat de ce projet nous permet d'estimer que le seuil de connaissances est atteint pour cette application particulière.

Cette proposition constitue un premier pas dans la même direction pour DInSAR en abordant un aspect de faisabilité particulier mais déterminant de la technique : le besoin de références topographiques fiables, sans lesquelles les légères modifications du terrain ne peuvent pas être mesurées.


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