celikci
New member
TanDEM-X görev konsepti esnektir. Gereksinimlere bağlı olarak, mevcut kayıt teknikleri görev sırasında farklı uygulama alanları ve testler için ayarlanabilir. Yol boyunca ve yol boyunca SAR interferometrisi arasında temel bir ayrım yapılmalıdır. Her iki yöntem de aynı radar sinyalinin iki uydunun antenleri tarafından kaydedildiği yol uzunluğu farkının ölçülmesine dayanmaktadır. Uydular yan yana hareket ediyorsa bu farklılıklardan yükseklik bilgisi elde edilebilir.
Radar antenlerinin uçuş yönünde birbirinden ayrıldığı yol boyunca SAR interferometrisi tamamen farklı olanaklar sunmaktadır. Bu teknik, hareket eden nesnelerin hızlarını ölçmek için kullanılabilir. Çünkü her iki uydu da aynı alanı arka arkaya kısa bir zaman gecikmesi ile kaydediyor. Bu teknik özellikle oşinografi, buzul bilimi ve ulaşım araştırmalarında kullanılmaktadır.
Yol boyunca SAR interferometrisi
Topografik Haritalar
Topografik haritaların artık sanayileşmiş bölgelerde yerel düzeyde mevcut olduğu doğrudur. Bununla birlikte, küresel olarak, bu bilgi yetersizdir. SAR interferometri kullanılarak belirlenen bir dijital yükseklik modeli bu boşlukları kapatabilir. Özellikle, yükseklik verilerinin kontrol edilebileceği ve kalibre edilebileceği algoritmaların geliştirilmesine yönelik araştırmalar yürütülmektedir. Diğer bir önemli husus da, uzamsal yükseklik haritalarının görselleştirilmesi için araçların geliştirilmesidir. Ayrıca, Dünya yüzeyinin kabartmasının neden olduğu Dünya gözlem görüntülerinden bozulmaları gidermek için yüksek çözünürlüklü yükseklik modellerine ihtiyaç vardır. Ortorektifikasyon ile, kayıtlar üst üste bindirilebilir ve geometrik hassasiyetle harmanlanabilir. Coğrafi bilgi sistemlerine (GIS) entegre edilen arazi modelleri, diğer fiziksel ve sosyo-ekonomik verilerle ilişkilendirilebilir ve değerlendirilebilir. GIS, örneğin şehirlerde ve topluluklarda alan planlaması için kullanılır.
peyzaj kullanımı ve bitki örtüsü
Bitki örtüsü yapıları ayrıca yüksek çözünürlüklü SAR interferometrisi kullanılarak mekansal olarak ölçülebilir. Ağaç taçlarının boyutu, tepe konumunun dikey dağılımı ve orman örtüsündeki boşluklar görünür hale gelir. Orman, yangın ve doğa koruma bu bilgilerden yararlanır. Arazi kullanımı ve orman restorasyonu planlamasını geliştirirler. Ormanı ve büyüme aşamalarını gözlemlemek, küresel karbon döngüsünü anlamak ve biyolojik çeşitlilik araştırmaları için veri sağlar. TanDEM-X misyonu, verileri benzersiz bir çözünürlük ve zamansal tutarlılıkla iletecek.
navigasyon
Özellikle güvenlik açısından kritik uygulamalarda kullanım için yüksek kalitede homojen, dünya çapında bir arazi veritabanı gereklidir. Uçak kokpitlerindeki uyarı sistemleri burada bir örnektir. Örneğin Yere Yakınlık Uyarı Sistemi, alçak irtifalarda çeşitli uçuş verilerini toplar ve bunun altına düştüğünde alarm verir. Kesin arazi modelleri, bu sistemlerin güvenilirliğini artırır. Aynısı, sınırlı görüşle bile pilotlara mevcut ortamları hakkında uzamsal bir izlenim veren Sentetik Görüş Sistemleri için de geçerlidir. Bugün bu sistemler için veritabanları, farklı özellik ve standartlara sahip çeşitli kaynaklardan gelmektedir. Gelecekteki arazi veritabanları güvenilir, doğrulanmış ve standartlaştırılmış kalite parametreleri içermelidir. TanDEM-X verileri burada çok önemli bir katkıyı temsil ediyor.
kriz yönetimi
Afet yönetiminde arazi modellerine de acilen ihtiyaç duyulmaktadır. Büyük sel veya deprem felaketlerinde, uydu görüntüleri ve arazinin üç boyutlu tanımı, acil durum servislerine daha gelmeden sahadaki durumun tam bir resmini verir. TerraSAR-X, uydu tabanlı kriz yönetiminin ayrılmaz bir parçası haline geldi. Yoğun bulut örtüsünde bile radar görüntüleri, örneğin selin boyutu hakkında önemli bilgiler sağlar ve böylece optik görüntüleri tamamlar. TanDEM-X olası kullanımları daha da genişletir.
hidroloji
Potansiyel taşkın yataklarının haritalarını oluşturmak için yüksek çözünürlüklü dijital yükseklik modelleri de kullanılır. Bu sayede riskler değerlendirilebilir ve hidrolojik-topografik özellikler elde edilebilir. Drenaj yolları ve toprağın nem içeriği hakkındaki bilgiler, farklı mekansal ölçeklerde kurulan hava ve iklim modelleri için girdi parametreleri olarak da hizmet eder. TanDEM-X verileri, hidrolojik modellerdeki boşlukları kapatabilir. Başka bir örnek, sınır ötesi havza verimlilik simülasyonlarıdır. Onlar da güvenilir ve tutarlı topografik veri ve bitki örtüsü hakkında bilgi gerektirir. Topografya veya bitki örtüsündeki küçük değişiklikleri mekansal ve zamansal olarak izleme yeteneği, uzaktan algılama için yeni bir alandır. TanDEM-X bunu en uzak bölgeler için bile mümkün kılar.
jeoloji
Arazi modelleri, jeolojik araştırmalar için önemli bir temel oluşturur. Özellikle volkanik bölgelerde ve deprem bölgelerinde jeolojik haritalar büyük ilgi görmektedir. Yaklaşık bir metrelik çözünürlüklerle, patlamalar ve depremler sonrası değişimler tam olarak gösterilebilir. Çoğunlukla iyi bölgesel haritalara sahip volkanik alanların aksine, heyelan ve çökme tehdidi altındaki birçok bölgede karşılaştırılabilir malzeme eksikliği vardır. Yükseklik bilgileri ayrıca kıyıların tsunami risk değerlendirmesi için de gereklidir ve şu anda genel olarak mevcut değildir. TanDEM-X misyonu bu boşlukları kapatabilir.
buzul bilimi
Kutup buzullarının ve buzulların buz kütlelerindeki değişim, iklim değişikliğinin bir göstergesidir. TanDEM-X, buz kütlelerinin yüzey topoğrafyasını ve kapsamını kaydeder. Böylece tekrarlanan ölçümler, buz kaybının ve kazancının dengelenmesine izin verir – iklim modelleri ve iklim tahminleri için önemli girdi parametreleri. Bunun nedeni, küresel kapsama sahip kütle dengelerinin henüz mevcut olmamasıdır. TanDEM-X, Antarktika buz örtüsünün dinamikleri hakkında da bilgi veriyor. Davranışları, buz kütlelerinin kayalık ana kayayla temasını kaybettiği ve okyanusun tepesinde yüzdüğü çizgiden etkilenir. Bu topraklama hattı buzun birkaç yüz metre altında gizli olmasına rağmen, SAR interferometrisi kullanılarak belirlenebilir. Gelgitlerin neden olduğu yüzen buzun yüksekliğindeki farklılıklar, diferansiyel SAR interferometrisi ile ölçülebilir ve buzun altındaki kara/su sınırı bu şekilde belirlenebilir. Şimdiye kadar, teknoloji yalnızca birkaç yerde kullanılabiliyordu. TanDEM-X ile bu sınır bölgesinin daha sistematik bir şekilde haritalanması mümkündür.
Yol boyunca SAR interferometrisi
oşinografi
TanDEM-X su akıntılarını kaydedebilir ve böylece deniz yatağının veya nehir yatağının kabartması (batimetri) ve örneğin nakliye yollarının alüvyonla dolması hakkında sonuçlar çıkarılmasına izin verir. Bununla birlikte, mevcut haritalar da gelgit santrallerinin planlanması için son derece ilgi çekicidir. Yalnızca TanDEM-X ve yol boyunca SAR ölçümleri ile, örneğin erişilemeyen nehirlerin taşıma hacimlerini hesaplamak için uzaydan akış hızlarını ölçmek mümkündür. Su seviyeleri ise radar altimetrelerle zaten belirlenebilir.
Trafik
Hareket eden nesneleri tanıyabilmek ve hızlarını ölçebilmek, trafik izleme için büyük ilgi görmektedir. Prensipte bu, yalnızca TerraSAR-X ile zaten mümkündür, ancak yalnızca tek bir hareket yönünde mümkündür. Her iki uydu birlikte kullanıldığında, hareket eden cismin hızı tüm yönlerde belirlenebilir. Böylece TanDEM-X, trafik akışlarını yönetmek için olası bir uzay tabanlı sistem için öncü görevi görebilir.
buzul bilimi
Buzulların ve buzulların topoğrafyasına ve topraklama hattının konumuna ek olarak, akış hızı da buz ve iklim araştırmacıları için önemli bir parametredir. Hızlı buzulların akış hızının izlenmesi, iki kayıt arasında yaklaşık bir günlük veya daha kısa zaman aralıkları gerektirir. TanDEM-X’in yüksek çözünürlüklü görüntüleme modu ile buzul hızını eskisinden çok daha hassas bir şekilde belirlemek mümkün olacak.
Yenilikçi yeni radar teknikleri ve uygulamaları
Bir diğer radar teknolojisi TanDEM-X ile test ediliyor: POL-InSAR. Yöntem, radar dalgalarının polarize bir şekilde yayınlanabilmesine dayanmaktadır. Polarizasyon, yayılma yönlerine göre dalgaların salınım düzleminin yönünü tanımlar. Genel olarak, dalgaların yatay ve dikey polarizasyonu arasında bir ayrım yapılır. Zemine yansıtıldığında, bu titreşim yönü, yansıtan nesnenin özelliklerine veya zeminin doğasına bağlı olarak değişir. Örneğin, polarize dalgalar bir ağacın farklı yönlerdeki yapraklarına çarparsa, yansıyan dalgalar artık polarize değildir. Bununla birlikte, gövdelerin yansıttığı dalgalar hala polarizedir. Alınan sinyaldeki bu fark, ağaçların yüksekliğini tahmin etmek için kullanılabilir. X-bandının kısa dalga radar darbeleri ile bu tahıl tarlalarında da mümkündür. Bu yeni haritalama yetenekleri, neredeyse yalnızca uydularla envanteri çıkarılabilen ve izlenebilen uzak bölgelerdeki büyük orman alanları için özellikle çok önemlidir. Ayrıca dijital hüzmeleme gibi diğer bistatik teknikler ve teknolojiler de TanDEM-X ile test ediliyor.
Radar antenlerinin uçuş yönünde birbirinden ayrıldığı yol boyunca SAR interferometrisi tamamen farklı olanaklar sunmaktadır. Bu teknik, hareket eden nesnelerin hızlarını ölçmek için kullanılabilir. Çünkü her iki uydu da aynı alanı arka arkaya kısa bir zaman gecikmesi ile kaydediyor. Bu teknik özellikle oşinografi, buzul bilimi ve ulaşım araştırmalarında kullanılmaktadır.
Yol boyunca SAR interferometrisi
Topografik Haritalar
Topografik haritaların artık sanayileşmiş bölgelerde yerel düzeyde mevcut olduğu doğrudur. Bununla birlikte, küresel olarak, bu bilgi yetersizdir. SAR interferometri kullanılarak belirlenen bir dijital yükseklik modeli bu boşlukları kapatabilir. Özellikle, yükseklik verilerinin kontrol edilebileceği ve kalibre edilebileceği algoritmaların geliştirilmesine yönelik araştırmalar yürütülmektedir. Diğer bir önemli husus da, uzamsal yükseklik haritalarının görselleştirilmesi için araçların geliştirilmesidir. Ayrıca, Dünya yüzeyinin kabartmasının neden olduğu Dünya gözlem görüntülerinden bozulmaları gidermek için yüksek çözünürlüklü yükseklik modellerine ihtiyaç vardır. Ortorektifikasyon ile, kayıtlar üst üste bindirilebilir ve geometrik hassasiyetle harmanlanabilir. Coğrafi bilgi sistemlerine (GIS) entegre edilen arazi modelleri, diğer fiziksel ve sosyo-ekonomik verilerle ilişkilendirilebilir ve değerlendirilebilir. GIS, örneğin şehirlerde ve topluluklarda alan planlaması için kullanılır.
peyzaj kullanımı ve bitki örtüsü
Bitki örtüsü yapıları ayrıca yüksek çözünürlüklü SAR interferometrisi kullanılarak mekansal olarak ölçülebilir. Ağaç taçlarının boyutu, tepe konumunun dikey dağılımı ve orman örtüsündeki boşluklar görünür hale gelir. Orman, yangın ve doğa koruma bu bilgilerden yararlanır. Arazi kullanımı ve orman restorasyonu planlamasını geliştirirler. Ormanı ve büyüme aşamalarını gözlemlemek, küresel karbon döngüsünü anlamak ve biyolojik çeşitlilik araştırmaları için veri sağlar. TanDEM-X misyonu, verileri benzersiz bir çözünürlük ve zamansal tutarlılıkla iletecek.
navigasyon
Özellikle güvenlik açısından kritik uygulamalarda kullanım için yüksek kalitede homojen, dünya çapında bir arazi veritabanı gereklidir. Uçak kokpitlerindeki uyarı sistemleri burada bir örnektir. Örneğin Yere Yakınlık Uyarı Sistemi, alçak irtifalarda çeşitli uçuş verilerini toplar ve bunun altına düştüğünde alarm verir. Kesin arazi modelleri, bu sistemlerin güvenilirliğini artırır. Aynısı, sınırlı görüşle bile pilotlara mevcut ortamları hakkında uzamsal bir izlenim veren Sentetik Görüş Sistemleri için de geçerlidir. Bugün bu sistemler için veritabanları, farklı özellik ve standartlara sahip çeşitli kaynaklardan gelmektedir. Gelecekteki arazi veritabanları güvenilir, doğrulanmış ve standartlaştırılmış kalite parametreleri içermelidir. TanDEM-X verileri burada çok önemli bir katkıyı temsil ediyor.
kriz yönetimi
Afet yönetiminde arazi modellerine de acilen ihtiyaç duyulmaktadır. Büyük sel veya deprem felaketlerinde, uydu görüntüleri ve arazinin üç boyutlu tanımı, acil durum servislerine daha gelmeden sahadaki durumun tam bir resmini verir. TerraSAR-X, uydu tabanlı kriz yönetiminin ayrılmaz bir parçası haline geldi. Yoğun bulut örtüsünde bile radar görüntüleri, örneğin selin boyutu hakkında önemli bilgiler sağlar ve böylece optik görüntüleri tamamlar. TanDEM-X olası kullanımları daha da genişletir.
hidroloji
Potansiyel taşkın yataklarının haritalarını oluşturmak için yüksek çözünürlüklü dijital yükseklik modelleri de kullanılır. Bu sayede riskler değerlendirilebilir ve hidrolojik-topografik özellikler elde edilebilir. Drenaj yolları ve toprağın nem içeriği hakkındaki bilgiler, farklı mekansal ölçeklerde kurulan hava ve iklim modelleri için girdi parametreleri olarak da hizmet eder. TanDEM-X verileri, hidrolojik modellerdeki boşlukları kapatabilir. Başka bir örnek, sınır ötesi havza verimlilik simülasyonlarıdır. Onlar da güvenilir ve tutarlı topografik veri ve bitki örtüsü hakkında bilgi gerektirir. Topografya veya bitki örtüsündeki küçük değişiklikleri mekansal ve zamansal olarak izleme yeteneği, uzaktan algılama için yeni bir alandır. TanDEM-X bunu en uzak bölgeler için bile mümkün kılar.
jeoloji
Arazi modelleri, jeolojik araştırmalar için önemli bir temel oluşturur. Özellikle volkanik bölgelerde ve deprem bölgelerinde jeolojik haritalar büyük ilgi görmektedir. Yaklaşık bir metrelik çözünürlüklerle, patlamalar ve depremler sonrası değişimler tam olarak gösterilebilir. Çoğunlukla iyi bölgesel haritalara sahip volkanik alanların aksine, heyelan ve çökme tehdidi altındaki birçok bölgede karşılaştırılabilir malzeme eksikliği vardır. Yükseklik bilgileri ayrıca kıyıların tsunami risk değerlendirmesi için de gereklidir ve şu anda genel olarak mevcut değildir. TanDEM-X misyonu bu boşlukları kapatabilir.
buzul bilimi
Kutup buzullarının ve buzulların buz kütlelerindeki değişim, iklim değişikliğinin bir göstergesidir. TanDEM-X, buz kütlelerinin yüzey topoğrafyasını ve kapsamını kaydeder. Böylece tekrarlanan ölçümler, buz kaybının ve kazancının dengelenmesine izin verir – iklim modelleri ve iklim tahminleri için önemli girdi parametreleri. Bunun nedeni, küresel kapsama sahip kütle dengelerinin henüz mevcut olmamasıdır. TanDEM-X, Antarktika buz örtüsünün dinamikleri hakkında da bilgi veriyor. Davranışları, buz kütlelerinin kayalık ana kayayla temasını kaybettiği ve okyanusun tepesinde yüzdüğü çizgiden etkilenir. Bu topraklama hattı buzun birkaç yüz metre altında gizli olmasına rağmen, SAR interferometrisi kullanılarak belirlenebilir. Gelgitlerin neden olduğu yüzen buzun yüksekliğindeki farklılıklar, diferansiyel SAR interferometrisi ile ölçülebilir ve buzun altındaki kara/su sınırı bu şekilde belirlenebilir. Şimdiye kadar, teknoloji yalnızca birkaç yerde kullanılabiliyordu. TanDEM-X ile bu sınır bölgesinin daha sistematik bir şekilde haritalanması mümkündür.
Yol boyunca SAR interferometrisi
oşinografi
TanDEM-X su akıntılarını kaydedebilir ve böylece deniz yatağının veya nehir yatağının kabartması (batimetri) ve örneğin nakliye yollarının alüvyonla dolması hakkında sonuçlar çıkarılmasına izin verir. Bununla birlikte, mevcut haritalar da gelgit santrallerinin planlanması için son derece ilgi çekicidir. Yalnızca TanDEM-X ve yol boyunca SAR ölçümleri ile, örneğin erişilemeyen nehirlerin taşıma hacimlerini hesaplamak için uzaydan akış hızlarını ölçmek mümkündür. Su seviyeleri ise radar altimetrelerle zaten belirlenebilir.
Trafik
Hareket eden nesneleri tanıyabilmek ve hızlarını ölçebilmek, trafik izleme için büyük ilgi görmektedir. Prensipte bu, yalnızca TerraSAR-X ile zaten mümkündür, ancak yalnızca tek bir hareket yönünde mümkündür. Her iki uydu birlikte kullanıldığında, hareket eden cismin hızı tüm yönlerde belirlenebilir. Böylece TanDEM-X, trafik akışlarını yönetmek için olası bir uzay tabanlı sistem için öncü görevi görebilir.
buzul bilimi
Buzulların ve buzulların topoğrafyasına ve topraklama hattının konumuna ek olarak, akış hızı da buz ve iklim araştırmacıları için önemli bir parametredir. Hızlı buzulların akış hızının izlenmesi, iki kayıt arasında yaklaşık bir günlük veya daha kısa zaman aralıkları gerektirir. TanDEM-X’in yüksek çözünürlüklü görüntüleme modu ile buzul hızını eskisinden çok daha hassas bir şekilde belirlemek mümkün olacak.
Yenilikçi yeni radar teknikleri ve uygulamaları
Bir diğer radar teknolojisi TanDEM-X ile test ediliyor: POL-InSAR. Yöntem, radar dalgalarının polarize bir şekilde yayınlanabilmesine dayanmaktadır. Polarizasyon, yayılma yönlerine göre dalgaların salınım düzleminin yönünü tanımlar. Genel olarak, dalgaların yatay ve dikey polarizasyonu arasında bir ayrım yapılır. Zemine yansıtıldığında, bu titreşim yönü, yansıtan nesnenin özelliklerine veya zeminin doğasına bağlı olarak değişir. Örneğin, polarize dalgalar bir ağacın farklı yönlerdeki yapraklarına çarparsa, yansıyan dalgalar artık polarize değildir. Bununla birlikte, gövdelerin yansıttığı dalgalar hala polarizedir. Alınan sinyaldeki bu fark, ağaçların yüksekliğini tahmin etmek için kullanılabilir. X-bandının kısa dalga radar darbeleri ile bu tahıl tarlalarında da mümkündür. Bu yeni haritalama yetenekleri, neredeyse yalnızca uydularla envanteri çıkarılabilen ve izlenebilen uzak bölgelerdeki büyük orman alanları için özellikle çok önemlidir. Ayrıca dijital hüzmeleme gibi diğer bistatik teknikler ve teknolojiler de TanDEM-X ile test ediliyor.