InSAR – Des observatoires aux satellites

4 Octobre 2007

Imagerie radar de la surface

Satellite imageur bas (800 km)

R

Vitesse de la lumière

Temps x=

R

Superficie terrestre

Signalémis/reçu

A chaque passage, le radar établit une image des amplitudes rétrodiffusées et des distances entre l’antenne et le sol

Evolution des glaces antartiques vues par

imagerie radar

• Le retrait du «northern Larsen Ice Shelf » en Antartique entre 1986 to 2002

• Rack, W. and H. Rott. In press. Pattern of retreat and disintegration of Larsen B ice shelf, Antarctic Peninsula. Annals of Glaciology.

• Riedl, C., H. Rott, W. Rack. In press. Recent variations of Larsen Ice Shelf, Antarctic Peninsula, observed by Envisat , Proceedings of the ERS-ENVISAT Symposium, Salzburg, Austria, 6-10 Sept. 2004, ESA Spec. Publ.

Principe de l’interférométrie

radar

Comparaison des observations acquises lors de deux passages

A1

A2

b

+

x

•Au cours des passages 1 et 2 du satellite, l’onde éléctro-magnétique parcourt une distance différente.

•Cette différence de distance (δρ) produit une différence de phase au pixel représentant le point X sue les images A1 et A2.

•Cette différence de phase est estimée modulo 2π. Il existe donc une ambiguïté sur la différence réelle de distance.

•La différence de phase est une combinaison de causes liées à• la différence entre les orbites• la topographie• les déformations du sol• les retards dans la troposphère et la ionosphère

Différence de distance entre les passages du satellite et un point réflecteur

Relation entre changement de distance et changement de phase

La relation entre le changement de distance (∂ρ) et le changement de phase (Δφ) s’exprime de la façon suivante:

2B

z

1

+

h

y 4

1 4

; 2 4

En pratique, la phase en un pixel est la somme des contributions de tous les éléments du pixel

Vue par rapport à ses voisines, la phase d’une image radar individuelle est un bruit aléatoire

0 2π 4π

La différence de phase, elle, est cohérente

Franges d’interférence

•La différence de distance ∂varie dans toute l’image, donc la différence de phase δφ varie également dans toute l’image.

•Les franges d’interférence sont des lignes d’égale valeur de δφ

Franges d’interférence

0 2π 4πCorrection de l’effet de relief

Séisme de Landers (1992)1 cycle de couleur = 28 mm dans la direction sol-satellite

Le premier interférogramme obtenu avec ERS1

Hector Mine (Californie), 1999, M=7.1

D’après Peltzer et al., 1999

Mesures InSAR post-sismiques(Hector Mine)

Séisme d’Athènes 7/9/99, Mw=5.9

Modélisation du séisme d’Athènes, 1999

Modélisation du séisme de Bam, 2003

Détection de déformations sur les

volcans des Galapagos

Amelung*, F., S. Jónsson*, H. Zebker, and P. Segall, Widespread uplift and trapdoor faulting on Galápagos volcanoes observed with radar interferometry, Nature, 407, 993-996, 2000.

Eruption de Août 2003 au Piton de la Fournaise (Réunion) détectée par ENVISAT

Eruption de Mai 2004 et Février 2005 au Piton de la Fournaise

Injection de dyke (données / modèle)

Interférogramme 1995-1999 à l’Etna

Etna: Subsidence d’une coulée de lave

104

Etna: Failles active

Subsidences urbaines

Bologne (Italie)Mexico City (Mexique)

-30 30[mm / an]

Attention: ici une frange = 3 mm

Mise en évidence d’un gonflement rapide survenu à la fin des travaux de pompage (chantier de la station Haussmann St Lazare, RER EOLE)

Déformations urbaines

Les « pixels cohérents »

Mesure par PS-Insar des déformations à travers les failles actives de l’Etna.

Décalages à travers la faille Pernicana mesurés par PS-InSAR et observés

sur le terrain

Etna: Comparaison topographie –

déformation vue par PS-InSAR

Glissement asismique sur une faille

Trecastagni fault (normal)

-5

0

5

10

15

20

25

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Interferogram duration (days)

Dis

pla

ce

me

nt

(mm

)

Glissement de terrain de Triesenberg (Li)

-7[mm/yr]

7

Zone deglisseme

nt

Glissement de terrain de Monte Padrio – Varadega (I)

Suivi d’un pixel spécifique

Evolution temporelle: 1992 - 2000

Interférogrammes ERS et JERS (Sakurajima, Japon)

Quelques sites WEB

• EOPI: http://eopi.esa.int• Permanent scatterers à Naples:

http://jupiter.irea.cnr.it/gis/webgisnapoli.html• Missions radar

– http://earth.esa.int/ers/– http://envisat.esa.int/– http://alos.jaxa.jp/index-e.html– http://www.space.gc.ca/asc/fr/satellites/radarsat1/

mission_globale.asp