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DIGITAL - Institute of Information and Communication Technologies

SuLaMoSA –

Subsidence and Landslide Monitoring Service Austria

Karlheinz Gutjahr

Vienna, 27.11.2018

Consortium

Austrian Space Application Programme (ASAP-14)

Partner

Joanneum Research (JR)

Geologische Bundesanstalt (GBA)

Earth Observation Data Centre (EODC)

Nutzer (LoI)

BEV

BMNTAbteilung III/5 Wildbach- und Lawinenverbauung

Abteilung IV/6 Schutzwasserwirtschaft

Land Salzburg, Landesgeologie

Amt der Steiermärkischen Landesregierung, Abteilung 14, Wasserwirtschaft, Ressourcen und Nachhaltigkeit

ÖBB-Infrastruktur AG, Geotechnik und Naturgefahrenmanagement

ASFINAG Bau Management GmbH

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Main Objectives

Technical goals

Set-up MTI/Sentinel-1 workflow

Adaption to Austrian topography

Benchmark / quality analysis

Porting to EODC IT infrastructure

User engagement

Definition of requirements

Definition of interfaces

Demonstration of applications

Questionnaire and workshops

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URR Workshop Sep´19 @GBA

TimetableStart: 01.06.18 End: 31.08.20 Duration: 27 months

4

Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Jän Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug

T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16 T17 T18 T19 T20 T21 T22 T23 T24 T25 T26

Milestones

M1: Project Kick-off (JR) M1

User requirements workshop (GBA) WS

M2: User requiements and service

design review (JR)M2

M3: 1st year development review (JR) M3

M4: System integration and readiness

review (EODC)M4

M5: Test case review (GBA) M5

User dissemination workshop (GBA) WS

M7: Final report (JR) M7

Workpackages

WP1 Project Management

WP2 Requirement Engineering and Concept of Service

WP3 Workflow Development and Method refinement

WP 4 Service Prototype Implementation

WP 5 Test Case Under Laboratory Conditions

WP 6 Dissemination

2018 2019 2020

Interferogramm2 Szenen analog Stereo

Simultane Akquisition: SRTM Mission,

Tandem-X

Akquisitionen zu unterschiedlichen

Zeitpunkten: ERS, SENTINEL-1

Basislinie:

Zeitlich: zeitliche Veränderungen

Räumlich: geometrische Unterschiede

Interferogramm

Produkt aus komplexen SAR Bildern

Phase des Interferogramms =>

interferometrische Phase

5

r4

ell

proc

dis to

atm noi e

pop

s

φ … gemessene (interferometrische) Phase

Φell … Aufnahmegeometrie-bedingte Phase

φtopo … Phasenanteil der Topographie

φdisp … Phasenanteil durch Veränderung der Oberfläche

φproc … Phasenanteil durch (ungenaue) Prozessierung

φatm … Anteil Atmosphäre, Ionosphäre

φnoise … Phasenrauschen

X - Band … ~ 3 cm

C - Band … ~ 5.6 cm

ERS Tandem Mission - 14./15. February1996

ellipsoid toelli pogrpsoid aphy

displacemellipsoid processing atmosphto erpography e nent oise

Differentielle SAR Interferometrie6

Multitemporale differentielle SAR Interferometrie

PSI SBAS

Berardino, P.; Fornaro, G.; Lanari, R. & Sansosti, E.

A New Algorithm for Surface Deformation Monitoring Based on Small

Baseline Differential SAR Interferograms

IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2002, 40,

2375- 2383

Ferretti, A.; Prati, C. & Rocca, F.

Permanent Scatterers in SAR Interferometry

IEEE Trans Geoscience and Remote Sensing, 2001,

39, 8-20

ERS/Envisat/TerraSAR-X – Niederrheinische Bucht8

+4 cm-4 cm

Anwendbarkeit für Österreich

A priori PS point density© GBA

A posteriori coherenceanalysis © JR

9

Sentinel-1 Abdeckung Österreich

Aufsteigender Orbit Absteigender Orbit

10

2 Orbitrichtungen x 5 Orbits pro Richtung x 2.5 Szenen pro Orbit x 8 GB pro Szene = 200 GB

6 Tage Wiederholzyklus = 12.2 TB pro Jahr … nur Eingangsdaten!!!

SBAS Sentinel-1 – Wien11

SBAS Sentinel-1 – Wien12

Sentinel-1 Niederrheinische Bucht

Levelling SBAS Histogram of difference

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Diskussion Synergien

Gemeinsame Demo- bzw. Testsites

Harmonisierte ProdukteRäumliche Auflösung (100x100 m)

Kartenprojektion (Austrian Lambert: EPSG 31287)

Verwendetes DEM (geoland.at + SRTM)

„Abfallprodukte“ von SuLaMoSAHochgenaue koregistrierte SLC Datenstapel (besser 1/1000 Pixel in Azimut, besser 1/10 Pixel in Range)

Dichte Zeitreihen für Kohärenz und (SLC) Amplituden

(Einfach) Multi-temporal gefilterte Amplitude

14

Multi-temporale gefilterte Amplitude

2017-07-28 Rel. Orbit 095

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JOANNEUM RESEARCH

Forschungsgesellschaft mbH

Institute for Information and

Communication Technologies

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Karlheinz Gutjahr

karlheinz.gutjahr@joanneum.at+43-664-602876-1718Steyrergasse 17, A-8010 Graz

Vielen Dank für Ihr Interesse!

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