Radarinterferometrie

Radarinterferometrie, auch InSAR genannt, ist eine fernvermessungstechnik, die Phasenunterschiede zwischen zwei oder mehr SAR-Bildern nutzt, die aus nahezu derselben Umlaufbahn aufgenommen wurden. Ziel ist es, Bodenverformungen zu messen und hochauflösende digitale Höhenmodelle zu erstellen. Die Technik verbindet Signalphasen mit Geometrie und topografischen Informationen, um Deformationen im Millimeter- bis Zentimeterbereich über Zeiträume hinweg abzuleiten.

Funktionsweise: Aus zwei oder mehr Aufnahmen lässt sich ein Interferogramm erzeugen, das die Phaseninformation enthält. Die gemessene Phase setzt sich zusammen aus topografischer Phase, Deformationsphase sowie atmosphärischen bzw. ionosphärischen Verzerrungen. Die Baseline, also der räumliche Abstand der Blickrichtungen, muss bekannt sein. Durch Phasenentkoppelung und Phasenentschlüsselung (Unwrapping) werden reale Winkel- bzw. Verformungswerte rekonstruiert. Die Kohärenz gibt an, wie zuverlässig die Messung ist; sie nimmt bei Vegetation, Schnee oder größeren zeitlichen Abständen ab.

Varianten: DInSAR (Differential InSAR) vergleicht Aufnahmen zu zwei Zeitpunkten, um Oberflächenveränderungen zu detektieren. PSInSAR (Permanent Scatterer InSAR) oder SBAS (Small Baseline Subset) nutzen persistente Messpunkte bzw. kleine Baselines, um Zeitreihen zu erstellen und Verformungen zuverlässig zu schätzen. IPTA (Interferometric Point Target Analysis) ist eine weitere Methode zur Auswertung einzelner Zielpunkte.

Anwendungen und Einschränkungen: InSAR wird für Bodenabsenkung durch Grundwasser- oder Minenabbau, tektonische Bewegungen, Erdbeben- und Vulkanaktivität, Gletscher- und Permafrostdynamik sowie für urbane Substitutionen und Hazard-Monitoring genutzt. Einschränkungen ergeben sich durch Dekorrelationseffekte bei Vegetation, Schnee oder Wolken, atmosphärische Verzerrungen und unzureichende Kohärenz, sowie durch geometrische Verzerrungen bei großen Blickwinkeln. Datengrundlage bildet der SAR-Satellitenkontext (z. B. Sentinel-1, TerraSAR-X, COSMO-SkyMed) sowie frühere Missionen.