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第二章 理論基礎與文獻回顧

第三節 合成孔徑雷達差分干涉

式推導,以及 D-InSAR 組成方式所對應的國外歷年應用,接續為 D-InSAR 主要誤差來源,最後為台灣地區 D-InSAR 應用,以下就前述各項分別敘述

interferogram)、三軌跡法(Three-pass differential interferogram)與四 軌跡法(Four-pass differential interferogram)三種(謝嘉聲,2006),

分別敘述如下:

Massonnet 等學者(1993)以兩幅 ERS-1 衛星所獲得之 雷達影像產製干涉條紋圖,並利用現有數值地形模型去除 地形效應,得到代表地震變動的干涉條紋圖,用以偵測 1992 年美國加州 Lander 地區 7.3 級地震,結果有效的偵測出地 震所引起的地表變形量。

(二) 三軌跡法

Zebker 等學者(1994)對 Lander 地區地震變形以三幅 ERS-1 衛星雷達影像產製干涉條紋圖,續以差分干涉技術 偵測出 Lander 地震變形量,並以全球衛星定位系統(Global Positioning System, GPS)以及全站儀的地面量測技術加以 檢核,比較結果同樣得到公分級的精度,證實了此項技術 實際應用的可靠性。

此法是利用一主影像(Master image)與兩張副影像

(Slave image),以地表發生形變前的主影像與一副影像形 成地形對(Topo-pair)反應地形資訊,再以主影像搭配地表 形變後的另一張副影像組成變形對(Defo-pair),反映地表 形變資訊與地形資訊,最後依據差分干涉原理去除地形高 程,進而得到地表形變資訊。

(三) 四軌跡法

效應、基線長誤差、數值地形模型誤差與時間性誤差(Hooper, 2006), 以下分別簡述其意義。

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生訊號延遲,使得相位值的解算出現誤差。

(三) 基線長誤差

衛星雷達干涉法多是利用重複軌道的方式組成干涉像 對,雷達系統兩次對同一地物接收反射回訊時衛星位置間 的距離即為基線,而基線越長 SAR 影像於山區的幾何變形 也會越嚴重,使得 SAR 影像間的對位時產生對位誤差。此 外基線於垂直方向也會提供相位變化,此種相位值是需要 被估算並消除的部分。

(四) 數值地形模型誤差

二軌跡法的 D-InSAR 需要加入現有 DEM 以去除地形 所產生的相位,但實際上的 DEM 因為資料格式而與真實地 形高程有些許差異,產生因 DEM 網格解析度不為連續地表 高程所造成的誤差,故在扣除地形效應相位時,即會產生 DEM 誤差(圖 2-10)。另外,DEM 產製的時間與 SAR 影 像獲取時間的地形差距,也會形成此類誤差。

圖 2-10 數值地形模型與真實地表誤差

(五) 時間性誤差

若獲取形成干涉條紋圖的兩張 SAR 影像的時間間隔過

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四、臺灣地區各項 D-InSAR 研究

臺灣地區近年來廣受地震及地層下陷之威脅,1999 年 9 月 21 日 發生在南投的集集地震,是臺灣近幾年來規模最大的地震,Suga 等

(2001)首先以同調性影像以及 D-InSAR 成果,偵測西部平坦地區的 災害變形狀況,而後各研究團隊陸續發表以不同的 D-InSAR 處理方式 偵測集集地震的變形結果(張中白等,2004;王志添等,2005;陳錕 山,2006;謝嘉聲,2006)。

屏東平原、雲林與台南等地區由於地質構造特殊與人為因素,近 年來飽受地層下陷困擾,2004 年以來,相繼許多研究依據 GPS 以及 水準測量資料比對 D-InSAR 成果,皆有不錯的收獲(張中白,2004;

Hu, 2006;謝嘉聲,2006;盧玉芳,2007;王志添,2010)。

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