Simultane Schätzung von Topographie und Dynamik polarer Gletscher aus multi-temporalen SAR Interferogrammen

• Main Author: Meyer, Franz Josef
• Other Authors: Hellwich, Olaf (Prof. Dr.), Ebner, Heinrich (Prof. Dr.);Hellwich, Olaf (Prof. Dr.);Bamler, Richard H. G. (Prof. Dr. habil.)
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: German
• Published: Technical University of Munich 2007
• Subjects: info:eu-repo/classification/ddc/550; Geowissenschaften; SAR;InSAR;d-InSAR;Gletscher;Schätztheorie;Monitoring;Arktis;Umwelt;Analyse;Modellierung;Interferometrie;Radar;ERS;multi-temporal; SAR;InSAR;d-InSAR;glacier;estimation theory;Monitoring;Arktis;change detection;environment;analysis;modeling;interferometry;radar;ERS;multi-temporal; Arktis; Arktis*
• Online Access: https://mediatum.ub.tum.de/601064; https://mediatum.ub.tum.de/doc/601064/document.pdf; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:91-diss2004012900666

Die vorliegende Arbeit präsentiert eine neue Methode zur simultanen Schätzung von Topographie und Bewegung polarer Gletscher und Eisflächen aus multi-temporalen SAR Interferogrammen. Die unbekannten Parameter Topographie und Bewegung werden dabei aus einer redundanten Anzahl an Beobachtungen geschätzt. Die Redundanz wird systematisch zur Ableitung realistischer Genauigkeitsaussagen sowie zur Aufdeckung möglicher grober Fehler bzw. Modellfehler genutzt. Die Überbestimmung eröffnet ebenfalls die Möglichkeit, restriktive Modellkomponenten durch flexiblere Modellkomponenten mit einer größeren Anzahl an freien Parametern zu ersetzen und gewährleistet dadurch eine bessere Beschreibung der tatsächlichen Verhältnisse. Der Ansatz basiert auf der Kombination einer Anzahl von SAR Interferogrammen in einer Kleinste-Quadrate-Ausgleichung nach dem Gauss-Markov Modell. Zur Verknüpfung der multi-temporalen Datensätze wird ein räumlich-zeitliches Modell vorgeschlagen, das die Eigenschaften der beobachteten Oberfläche und deren zeitliche Veränderung beschreibt. Die Parametrisierung des räumlich-zeitlichen Modells kann dabei an die Eigenschaften des Untersuchungsobjekts angepasst werden. Simulationsrechnungen zeigen, dass die Topographie und die Bewegung polarer Gletscher je nach Konfiguration der Ausgleichung mit einer Genauigkeit von wenigen Höhenmetern bzw. wenigen Dezimetern pro Jahr bestimmt werden können. Die Genauigkeit der geschätzten Parameter wird dabei vor allem durch die Genauigkeit der Phasenbeobachtungen, die Aufnahmegeometrie und die Anzahl der kombinierten Datensätze bestimmt. Zuverlässigkeitsanalysen zeigen zudem eine hohe Robustheit der Schätzwerte gegenüber groben Fehlern in den Beobachtungen. Der Einfluss der atmosphärischen Laufzeitverzögerung auf die Unbekannten wurde für verschiedene Beobachtungskonfigurationen und verschiedene atmosphärische Bedingungen untersucht und quantifiziert. Fehler im Bewegungsmodell führen zu einer signifikanten Verfälschung der geschätzten Unbekannten. Auf eine sorgfältige ...