多偏波干渉地上型合成開口レーダを用いた植生下における高精度地表変動解析手法の開発

利用多偏振干涉地面合成孔径雷达开发植被下高精度地面形变分析方法

• 批准号: 18J20104
• 负责人: 泉 佑太
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J20104/
• 关键词: GB-SAR; 干渉SAR; 環境計測; 大気位相誤差; レーダポラリメトリ; レーダポーラリメトリ; 地滑り

東北大学佐藤源之研究室では熊本地震で大規模な地すべりが発生した熊本県南阿蘇村の斜面に地上設置型合成開口レーダ（GB-SAR）を設置し，2017年から現在まで連続して斜面の環境計測を行っており，変位量に基づく早期警戒情報を提供している。そこで、本研究はGB-SARの社会実装で想定される、または発生する問題の課題解決を目的としている。研究開始時の目的は植生領域への観測範囲の拡大であった。これに加え、研究を進めるにあたり、変位観測を行う際に大気屈折率の変化がマイクロ波の位相遅延として現れ、結果に大きな誤差を生むことが明らかとなった。そのため、本問題の解決を行うことは当初の目的を達成するために必要不可欠であり、本研究では、まず、大気の屈折率から生じる誤差の補正について検討することから始めた。以上から、現在までの実績として大きく、（１）大気補正アルゴリズムの開発、（２）植生下を含む低コヒーレンス域における高精度変位観測、の二つのパートに分けられる。（１）について、山間部において大気の屈折率はおおよそ標高に依存して分布するが，斜面に設置した気象センサとGB-SARデータから、山岳地帯の局地風が原因で全体として不均一な屈折率分布となることを明らかにした。この不均一大気屈折率による誤差を補正するため、現在までに４種のアルゴリズムを提案している。これら提案手法により、現在準リアルタイムで正確な山間部の計測が可能となっている。（２）について、レーダポラリメトリ技術を適用することによってコヒーレンス（干渉度）を最大化するアルゴリズムを開発し、従来手法よりも多くの安定散乱点を得ることを示した。本アルゴリズムにより、従来は低コヒーレンスが原因で観測できなかった地点においても干渉計測が可能となり、観測範囲の拡大を結果より示すことができた。

The research laboratory of Minamoto Sato of Tohoku University has set up a ground-mounted synthetic aperture radar (GB-SAR) on the slope of Minamasu Village, Kumamoto Prefecture, where a large-scale earthquake occurred. Since 2017, environmental measurements on the slope have been carried out continuously, and various amounts of basic early warning information can be provided. This study aims to determine the social implementation of GB-SAR and to solve the problems arising therefrom. At the beginning of the study, the purpose was to measure the size of the plant. In addition, the research progress, the position measurement, the large refraction ratio, the large refraction ratio, the large refraction ratio The solution of this problem is necessary to achieve the original goal. This study is necessary to correct the error caused by the large refraction rate. The above, the current performance is very high,(1) the development of large-scale correction,(2) the high-precision position measurement under the plant, including the low temperature range, and the two types of separation. (1) In the middle of the mountain, the refractive index of the mountain area depends on the elevation, and the slope is set to the ground. The local wind in the mountain area is the cause of the whole uneven refractive index distribution. The error correction of this uneven refractive index is now based on four kinds of error correction methods. This proposal is based on the correct measurement of the mountain area. (2) To maximize the application of the technology, to maximize the application of the technology, to develop the technology, to increase the stability of the scattered points, and to show the technology. The reason for this is to measure the location of the site, the possibility of measuring the size of the site, and the result of the measurement.

项目成果

GB-SAR干渉処理における不均一大気状態下での大気位相スクリーン補正手法の提案

GB-SAR干扰处理中非均匀大气条件下大气相位屏校正方法的提出

• 发表时间: 2019
• 作者: Yuta Izumi;Lilong Zou;Kazutaka Kikuta;and Motoyuki Sato;泉佑太，佐藤源之;泉佑太，Lilong Zou，菊田和孝，佐藤源之
• 通讯作者: 泉佑太，Lilong Zou，菊田和孝，佐藤源之

GB-SAR高精度地滑り計測を目的とした多偏波情報による不均一大気位相スクリーン補正手法の提案

GB-SAR高精度滑坡测量中利用多偏振信息的非均匀大气相位屏校正方法的提出

• 发表时间: 2019
• 作者: Yuta Izumi;Lilong Zou;Kazutaka Kikuta;and Motoyuki Sato;泉佑太，佐藤源之
• 通讯作者: 泉佑太，佐藤源之

多偏波干渉計測による地上設置型合成開口レーダ（GB-SAR）の高精度大気補正手法の提案

基于多偏振干涉的地基合成孔径雷达（GB-SAR）高精度大气校正方法的提出

• 发表时间: 2018
• 作者: Yuta Izumi;Lilong Zou;Kazutaka Kikuta;and Motoyuki Sato;泉佑太，佐藤源之;泉佑太，Lilong Zou，菊田和孝，佐藤源之;泉佑太，Lilong Zou，菊田和孝，佐藤源之
• 通讯作者: 泉佑太，Lilong Zou，菊田和孝，佐藤源之

Temporal H/alpha Target Decomposition for Landslide Monitoring Using Ku-Band GB-SAR Time Series

使用 Ku 波段 GB-SAR 时间序列进行滑坡监测的时间 H/alpha 目标分解

• DOI: 10.1109/jstars.2021.3062879
• 发表时间: 2021
• 期刊: IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing
• 影响因子: 5.5
• 作者: Yuta Izumi;Motoyuki Sato
• 通讯作者: Motoyuki Sato

A Time-Series Clustering Approach for Atmospheric Propagation Delay Compensation in Ground-Based Radar Interferometry

地基雷达干涉测量中大气传播延迟补偿的时间序列聚类方法

• 发表时间: 2020
• 作者: Yuta Izumi;Giovanni Nico;Motoyuki Sato
• 通讯作者: Motoyuki Sato