Author(s): Manuel, João Carlos dos Santos
Date: 2013
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/10270
Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
Subject(s): Interferometria SAR (InSAR); Interferometria SAR diferencial (DInSAR); MDT; Glaciar; Deformação; Ilha Livingston; Ilha Deception; Ilha Snow; Ilha King George; Teses de mestrado - 2013
Tese de mestrado em Engenharia Geográfica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013
O estudo da deformação de glaciares e da avaliação do derretimento dos glaciares é importante para a avaliação do impacto que os glaciares têm nas mudanças climáticas. O estudo em regiões inóspitas como a Antártida é limitado, devido ao difícil acesso que apresenta. No entanto, a Antártida é das regiões mais importantes para o estudo da deformação glaciar, pois contém importantes indicadores das mudanças climáticas. Técnicas de detecção remota, como a interferometria SAR (InSAR), facilitam este tipo de estudos. O trabalho realizado na presente dissertação consistiu em desenvolver um estudo da deformação do terreno (gelo e glaciares) em zonas consideradas inóspitas, através de interferometria diferencial SAR (DInSAR). A área em estudo corresponde à Ilha Livingston, Ilha Deception e Ilha Snow. Foi ainda realizado um segundo objectivo que consiste na criação de modelos digitais de terreno (MDT), para efeitos de criação de produtos cartográficos. Serão criados dois MDTs que cobrirão as Ilhas Livingston, Deception e Snow, e a Ilha King George, respectivamente. Para o desenvolvimento dos dois objectivos, são realizadas, então, técnicas de processamento automáticas em imagens satélite que englobam a região Antes da realização do processamento de interferometria SAR, foi gerado um MDT de referência, com uma resolução de 90 m, através da combinação de um MDT, extraído através de curvas de níveis geradas a partir de cartas da região, e um MDT fornecido pela National Snow and Ice Data Center (NSIDC). Este MDT de referência irá ter um papel importante, mais tarde, no estudo da deformação do terreno, para utilização no processamento das imagens, e para comparação com os modelos digitais de terrenos criados. O processo InSAR consiste, então, na realização das técnicas de processamento em duas imagens satélite, da mesma zona. O produto que sairá da realização dessas técnicas consistirá num interferograma. Uma vez obtido este produto, tem-se que para o estudo da deformação (técnica DInSAR), é realizada a subtracção automática do MDT de referência com o interferograma, gerando um interferograma diferencial. Este interferograma diferencial respresenta a deformação do terreno. No estudo de deformação, foram processados 14 interferogramas, compreendidos entre os períodos de 1993 e 2000. A análise efectuada é dividida por três trajectos, e dentro desses trajectos em várias regiões. Esta análise é realizada de uma forma subjectiva, ou seja, através da contagem do padrão de franjas nos interferogramas, e assumindo, através deste padrão, uma dada taxa velocidade de derretimento glaciar. A análise prova que existe uma elevada actividade glaciar na região, e que a qualidade dos resultados no estudo da deformação dos glaciares tem a influência de vários factores. Para a criação do MDT, foram estimadas as altitudes, e realizada a comparação do MDT interferométrico com o MDT de referência, para efeitos de validação, para a região da Ilha de Livingston, Deception, e Snow. No entanto, para o MDT da Ilha King George, visto não haver um MDT de referência, foi apenas exposto o resultado e realizada uma análise subjectiva.
The study of deformation and the evaluation of glacier melting are important to the assessment of the impact that the glaciers have on climate change. This type of study in remote regions like Antarctica is limited, due to the difficult access. However, Antarctica is one of the most important regions for the study of glacier deformation, as it contains important climate change indicators. Remote sensing techniques, such as interferometry SAR (InSAR rivers), facilitate this type of studies. The work being done in the present thesis consisted on developing a study of ground deformation (ice and glaciers) in areas considered inhospitable by differential interferometry (DInSAR). The study area covers Livingston Island, Deception Island and Snow Island. It was also accomplished a second objective that consists in the creation of digital terrain models (DTM), for the purposes of creation of cartographic products. It will be created two DTMs which will cover the Islands of Livingston, Deception and Snow, and the King George Island, respectively. For the development of the two objectives, it was done automatic processing techniques in satellite images that cover the region. Prior to the completion of processing of SAR interferometry, reference MDT was created, with a resolution of 90 m, trough the combination of a DTM, extracted from contours generated from region maps, and an DTM provided by the National Snow and Ice Data Center (NSIDC). This reference DTM will play an important role later on, in the study of the deformation, for use in the image processing, and for comparison with digital terrain models created. The InSAR process consists, therefore, in carrying out processing techniques in two satellite images, of the same area. The product that comes out of the realization of these techniques will be an interferogram. Once obtained this product, for the study of deformation (DInSAR), an automatic subtraction is performed between the reference DTM and the interferogram, generating a differential interferogram. This differential interferograma represents ground deformation. In the study of deformation, 14 interferograms were processed, between 1993 and 2000 periods. The analysis is divided by three tracks, and within these tracks in various regions. This analysis is performed in subjective way, i.e. by counting the fringe pattern in interferograms, and assuming a melting glacier velocity rate, through this pattern. The analysis proves that there is high glacial activity in the region, and that the quality of results in the study of deformation of glaciers had the influence of several factors. For the creation of MDT, the altitudes were estimated, and a comparison was held between the DTM InSAR created and the reference DTM, for purposes of validation, for the region of Livingston Island, Deception, and Snow. However, for MDT the island King George, since there is no reference DTM, only the result was exposed and subjective analysis was held.
