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Application of 2-pass DInSAR to Improve DEM Precision

DEM 정밀도 향상을 위한 2-pass DInSAR 방법의 적용

  • 윤근원 (연세대학교 지구시스템과학과) ;
  • 김상완 (연세대학교 지구시스템과학과) ;
  • 민경덕 (연세대학교 지구시스템과학과) ;
  • 원중선 (연세대학교 지구시스템과학과)
  • Published : 2001.09.01
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Abstract

In 2-pass differential SAR interferometry(DInSAR), the topographic phase signature can be removed by using a digital elevation model(DEM) to isolate the contribution of deformation from interferometric phase. This method has an advantage of no unwrapping process, but applicability is limited by precision of the DEM used. The residual phase in 2-pass differential interferogram accounts for error of DEM used in the processing provided that no actual deformation exits. The objective of this paper is a preliminary study to improve DEM precision using low precision DEM and 2-pass DInSAR technique, and we applied the 2-pass DInSAR technique to Asan area. ERS-1/2 tandem complex images and DTED level 0 DEM were used for DInSAR, and the precision of resulting DEM was estimated by a 1:25,000 digital map. The input DEM can be improved by simply adding the DInSAR output to the original low precision DEM. The absolute altitude error of the improved DEM is 9.7m, which is about the half to that of the original DTED level 0 data. And absolute altitude error of the improved DEM is better than that from InSAR technique, 15.8m. This approach has an advantage over the InSAR technique in efficiently reducing layover effects over steep slope region. This study demonstrates that 2-pass DInSAR can also be used to improve DEM precision.

2-pass Differential Interferometry(DInSAR)에서는 digital elevation model(DEM)을 이용하여 interferogram에서 지형의 위상을 제거함으로써 지형과 변위에 대한 두 가지의 위상 효과를 분리한다. 이 방법은 phase unwrapping 단계가 필요 없다는 장점이 있는 반면에 사용되는 DEM의 정밀도가 높아야 한다는 제약이 있다. 2-pass DInSAR를 이용하여 미세한 지각 변위의 인지가 가능하나, 두 SAR 자료의 관측기간 중 변위가 없는 경우에는 잔여 위상은 사용된 DEM의 오차를 반영한다. 따라서, 본 연구에서는 DEM의 정밀도를 향상시키기 위해 낮은 정밀도의 DEM을 사용하는 방법에 대한 기초 연구로써 아산만 지역에 2-pass DInSAR 방법을 시험 적용하였다. ERS 1/2 tandem SAR 자료와 DInSAR 계산을 위해 DTED level 0을 사용하였으며, 얻어진 결과의 정밀도 분석을 1:25,000 수치지도와 비교하였다. 생성된 DEM의 절대 고도 오차 평균 9.7m이며, 이는 일반적인 InSAR 방법에 의해 얻어진 DEM의 절대 고도 오차 평균 15.8m와 DTED level 0의 절대 고도 오차 평균 18.1m보다 향상된 결과를 보였다. 이 방법은 사면의 경사도가 높은 경우 InSAR에서 나타나는 layover 영향을 효과적으로 줄일 수 있다. 즉, DInSAR 방법은 지각의 변위 관측뿐만 아니라 지형 고도 자료가 부족한 지역에서 정밀도를 향상시키는데 활용될 수 있음을 보여주고 있다.

Keywords

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