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<!DOCTYPE html>

<title>Interferometric Synthetic Aperture Radar</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Interferometric Synthetic Aperture Radar</span></h1>

</header>

</div>

<p><b>Interferometric Synthetic Aperture Radar</b> (<b>InSAR</b>; deutsch <i>Radarinterferometrie</i>) ist eine Methodik der <a href="Synthetic_Aperture_Radar" title="Synthetic Aperture Radar">SAR</a>-<a href="Interferometrie" title="Interferometrie">Interferometrie</a> zur Nutzung von <a href="Phasenverschiebung" title="Phasenverschiebung">Phasenunterschieden</a> bei der Erfassung der Empfangsstärken der vom Gelände zurückkommenden Signale mit zwei nebeneinander angeordneten Antennen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Überblick"><span id=".C3.9Cberblick"></span>Überblick</h2></div>

<p>Aus diesen Phasenunterschieden können durch komplexe Rechenoperationen Objekthöhen der <a href="Topografie_(Kartografie)" title="Topografie (Kartografie)">Geländetopographie</a> und damit <a href="Digitales_Gel%C3%A4ndemodell" class="mw-redirect" title="Digitales Geländemodell">digitale Geländemodelle</a> prozessiert werden.

</p><p>Anwendungsfelder der Radar-Interferometrie sind die Erfassung von Veränderungen der Erdoberfläche im mm- und cm-Bereich (<a href="Gletscher" title="Gletscher">Gletscher</a>, Vulkanismus, Hangrutschungen, Erdbeben, bergbaubedingte Senkungen usw.) sowie die Vermessung von <a href="Meeresstr%C3%B6mung" title="Meeresströmung">Meeresströmungen</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Messverfahren">Messverfahren</h2></div>

<p>Aufnahmen können mittels Flugzeug-getragenen Systemen durchgeführt werden, hier liegt der Abstand zwischen den Antennen bei einigen Dezimetern. Beim Einsatz von Satellitentechnik werden größere Abstände benötigt. Bei der im Jahre 2000 durchgeführten Shuttle-Mission <a href="STS-99" title="STS-99">STS-99</a> (<i>Shuttle Radar Topography Mission</i>) wurde ein 60 m langer Ausleger benutzt, um interferometrische SAR-Daten zu gewinnen. Es wurden große Teile der Erdoberfläche aus etwa 230 km Höhe dokumentiert bei einmaligem Überflug. Dieses Verfahren wird daher auch als „Single-Pass-Interferometrie“ bezeichnet.

</p><p>Die Vorteile der Methodik sind:

</p>

<ul><li>Erzeugung von Oberflächenmodellen</li>

<li>Hohe Präzision</li>

<li><a href="Kosteneffektivit%C3%A4t" class="mw-redirect" title="Kosteneffektivität">Kosteneffektivität</a></li>

<li>Simultane Aufnahme großer Flächen</li></ul>

<p>Bei InSAR können darüber hinaus auch von jeweils korrespondierenden Bildpunkten zweier zu unterschiedlichen Zeiten aufgenommener SAR-Bilder die entsprechenden Phasenwerte verglichen werden. Dadurch ist man in der Lage Entfernungsunterschiede vom Bruchteil einer <a href="Wellenl%C3%A4nge" title="Wellenlänge">Wellenlänge</a> (cm) zu messen.

Hierbei sind die Flugbahnen leicht versetzt, wobei nur jeweils eine Antenne die Aufzeichnung durchführt. Dieses „Repeat-Pass-Verfahren“ besitzt den Nachteil, dass zwischenzeitliche Veränderungen, die die Oberflächenrauhigkeit beeinträchtigen, das Radarecho beeinflussen und dadurch Messaufnahmen und die berechneten Geländetopografien verfälschen. Einflussfaktoren sind beispielsweise Windverhältnisse oder Regenfälle.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Persistent_Scatterer_Interferometrie">Persistent Scatterer Interferometrie</h3></div>

<p>Techniken auf Basis von Persistent (oder Permanent) Scatterer Interferometrie sind eine relativ neue Entwicklung des konventionellen InSAR und beruhen auf der Untersuchung von Pixeln im SAR-Bild, die über eine Folge von <a href="Interferogramm" class="mw-redirect" title="Interferogramm">Interferogrammen</a> kohärent bleiben. Im Jahr 1999 entwickelten Forscher am <a href="Polytechnikum_Mailand" title="Polytechnikum Mailand">Politecnico di Milano</a> einen Mehrbild-Ansatz, bei dem man einen komplexwertigen SAR-Bildstapel nach Objekten am Boden durchsucht, welche konsistente und stabile Radarreflexionen zurück zum Satelliten liefern. Diese Objekte können die Größe eines Pixels oder, häufiger, Subpixel-Größe haben und sind in jedem Bild des Stapels vorhanden. Aus der Änderung der <a href="Phasenverschiebung" title="Phasenverschiebung">Phase</a> über die Zeit kann eine Deformationszeitserie abgeleitet werden. Die Genauigkeit liegt hierbei im Sub-Zentimeterbereich. Die ursprüngliche Implementierung ist patentiert<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>.

</p><p>Das führte dazu, dass Forschungszentren und Unternehmen eigene Variationen des ursprünglichen Algorithmus entwickelten. In der wissenschaftlichen Literatur werden diese Techniken als Persistent Scatterer Interferometry oder PSI-Techniken bezeichnet. Dieser Begriff wurde von der Europäischen Weltraumorganisation (<a href="Europ%C3%A4ische_Weltraumorganisation" title="Europäische Weltraumorganisation">ESA</a>) für die zweite Generation der Radar-Interferometrietechniken vorgeschlagen. Der Begriff PSI-Techniken wird heute von Wissenschaftlern und Endnutzern allgemein akzeptiert.

</p><p>Im Allgemeinen sind solche Techniken in städtischen Gebieten mit vielen permanenten Strukturen am nützlichsten, wie z. B. die PSI-Studien über europäische Geohazard-Standorte, die im Rahmen des Terrafirma-Projekts durchgeführt wurden<sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>.

</p><p>Der Bodenbewegunsgdienst Deutschland<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> bietet einen Informationsdienst über Gefahren durch Bodenbewegungen, welche aus PSI Auswertungen der <a href="Sentinel-1" title="Sentinel-1">Sentinel-1</a> Satellitendaten stammen. Seit Juni 2022 bietet der European Ground Motion Service (EGMS) (Europäischer Bodenbewegunsgdienst) PSI Auswertungen für alle <a href="Copernicus_(Erdbeobachtungsprogramm)" title="Copernicus (Erdbeobachtungsprogramm)">Copernicus</a> Mitgliedsländer an.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Technik">Technik</h2></div>

<p>Den Durchbruch erzielte diese Technik mit den Starts der Satelliten ERS-1 und ERS-2 (<a href="European_Remote_Sensing_Satellite" title="European Remote Sensing Satellite">European Remote Sensing Satellite</a>) 1991 und 1995 sowie der <a href="STS-99" title="STS-99">STS-99</a> Mission im Jahr 2000. Letztere hat in den frühen 2000er-Jahren ein nahezu globales Höhenmodell mit zuvor unerreicht hoher geometrischer Auflösung geliefert. Weitere Systeme waren PALSAR auf dem japanischen Satelliten <a href="Advanced_Land_Observing_Satellit" class="mw-redirect" title="Advanced Land Observing Satellit">ALOS</a> (bis 2011) und ASAR auf <a href="Envisat" title="Envisat">Envisat</a> (bis 2012).

Seit 2007 liefert der deutsche Satellit <a href="TerraSAR" class="mw-redirect" title="TerraSAR">TerraSAR-X</a> SAR-Daten. Seit 2010 wird dessen Mission durch den Satelliten <a href="TanDEM-X" title="TanDEM-X">TanDEM-X</a> ergänzt.

</p><p>Seit 2019 hat sich das Angebot der verfügbaren SAR-Satelliten um die privaten <a href="Satellitenkonstellation" title="Satellitenkonstellation">Satellitenkonstellationen</a> von Capella Space<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> und <a href="Iceye" title="Iceye">Iceye</a> erweitert<sup id="cite_ref-6" class="reference"><a href="#cite_note-6"><span class="cite-bracket">[</span>6<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>Bert M. Kampes: <i>Radar interferometry – persistent scatterer technique.</i> Springer, Dordrecht 2006, ISBN 978-1-4020-4576-9</li>

<li>Ramon F. Hanssen: <i>Radar interferometry – data interpretation and error analysis.</i> Kluwer Acad. Publ., Dordrecht 2001, ISBN 0-7923-6945-9</li>

<li>Gini Ketelaar: <i>Satellite radar interferometry – subsidence monitoring techniques.</i> Springer, Dordrecht 2009, ISBN 978-1-4020-9427-9</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://www.esa.int/esaCP/SEM9PL6UPLG_index_0.html">Earth movements from Japan earthquake seen from space</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://site.tre-altamira.com/insar/"><i>InSAR AT A GLANCE.</i></a><span class="Abrufdatum"> Abgerufen am 2. November 2020</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AInterferometric+Synthetic+Aperture+Radar&rft.title=InSAR+AT+A+GLANCE&rft.description=InSAR+AT+A+GLANCE&rft.identifier=https%3A%2F%2Fsite.tre-altamira.com%2Finsar%2F&rft.date=&rft.language=en"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.esa.int/About_Us/ESRIN/Ground_movement_risks_identified_by_Terrafirma"><i>Ground movement risks identified by Terrafirma.</i></a> ESA,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 27. Oktober 2020</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AInterferometric+Synthetic+Aperture+Radar&rft.title=Ground+movement+risks+identified+by+Terrafirma&rft.description=Ground+movement+risks+identified+by+Terrafirma&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.esa.int%2FAbout_Us%2FESRIN%2FGround_movement_risks_identified_by_Terrafirma&rft.publisher=ESA&rft.date="> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/GG_Fernerkundung/BodenBewegungsdienst_Deutschland/bodenbewegungsdienst_deutschland_node.html"><i>Bodenbewegungdienst Deutschland.</i></a><span class="Abrufdatum"> Abgerufen am 27. Oktober 2020</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AInterferometric+Synthetic+Aperture+Radar&rft.title=Bodenbewegungdienst+Deutschland&rft.description=Bodenbewegungdienst+Deutschland&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.bgr.bund.de%2FDE%2FThemen%2FGG_Fernerkundung%2FBodenBewegungsdienst_Deutschland%2Fbodenbewegungsdienst_deutschland_node.html&rft.date="> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://land.copernicus.eu/pan-european/european-ground-motion-service"><i>European Ground Motion Service.</i></a> In: <i>European Ground Motion Service.</i> 1. Juni 2022,<span class="Abrufdatum"> abgerufen am 21. Juni 2022</span> (englisch).</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AInterferometric+Synthetic+Aperture+Radar&rft.title=European+Ground+Motion+Service&rft.description=European+Ground+Motion+Service&rft.identifier=https%3A%2F%2Fland.copernicus.eu%2Fpan-european%2Feuropean-ground-motion-service&rft.date=2022-06-01&rft.language=en"> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite">Capella Space: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.capellaspace.com/technology/"><i>Millimeter Scale Changes on the Earth’s Surface.</i></a><span class="Abrufdatum"> Abgerufen am 3. Dezember 2020</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AInterferometric+Synthetic+Aperture+Radar&rft.title=Millimeter+Scale+Changes+on+the+Earth%E2%80%99s+Surface&rft.description=Millimeter+Scale+Changes+on+the+Earth%E2%80%99s+Surface&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.capellaspace.com%2Ftechnology%2F&rft.creator=Capella+Space&rft.date="> </span></span>

</li>

<li id="cite_note-6"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-6">↑</a></span> <span class="reference-text"><span class="cite">ICEYE: <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.iceye.com/sar-data"><i>ICEYE SAR DATA.</i></a><span class="Abrufdatum"> Abgerufen am 3. Dezember 2020</span>.</span><span style="display: none;" class="Z3988" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Adc&rfr_id=info%3Asid%2Fde.wikipedia.org%3AInterferometric+Synthetic+Aperture+Radar&rft.title=ICEYE+SAR+DATA&rft.description=ICEYE+SAR+DATA&rft.identifier=https%3A%2F%2Fwww.iceye.com%2Fsar-data&rft.creator=ICEYE&rft.date="> </span></span>

</li>

</ol>

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Normdaten (Sachbegriff): <a href="Gemeinsame_Normdatei" title="Gemeinsame Normdatei">GND</a>: <span class="-print"><a rel="nofollow" class="external text" href="https://d-nb.info/gnd/1215270844">1215270844</a></span> </div>

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