InSAR YÖNTEMĐYLE DÜŞEY YÖNLÜ YÜZEY DEFORMASYONLARININ BELĐRLENMESĐ: KONYA ÖRNEĞĐ

Transkript

1 InSAR YÖNTEMĐYLE DÜŞEY YÖNLÜ YÜZEY DEFORMASYONLARININ BELĐRLENMESĐ: KONYA ÖRNEĞĐ Fatma CANASLAN YÜKSEK LĐSANS TEZĐ HARĐTA MÜHENDĐSLĐĞĐ ANABĐLĐM DALI Konya, 2010

2 T.C SELÇUK ÜNĐVERSĐTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ InSAR YÖNTEMĐYLE DÜŞEY YÖNLÜ YÜZEY DEFORMASYONLARININ BELĐRLENMESĐ: KONYA ÖRNEĞĐ Fatma CANASLAN YÜKSEK LĐSANS TEZĐ HARĐTA MÜHENDĐSLĐĞĐ ANABĐLĐM DALI Bu tez 02 / 08 / 2010 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından oy birliği ile kabul edilmiştir. Yrd.Doç.Dr.Aydın Üstün Danışman Doç. Dr. Đ. Öztuğ Bildirici Üye Yrd. Doç. Dr.Ekrem Tuşat Üye

3 T.C SELÇUK ÜNĐVERSĐTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ InSAR YÖNTEMĐYLE DÜŞEY YÖNLÜ YÜZEY DEFORMASYONLARININ BELĐRLENMESĐ: KONYA ÖRNEĞĐ FATMA CANASLAN YÜKSEK LĐSANS TEZĐ HARĐTA MÜHENDĐSLĐĞĐ ANABĐLĐM DALI KONYA, 2010

4

5 ÖZET YÜKSEK LĐSANS InSAR YÖNTEMĐYLE DÜŞEY YÖNLÜ YÜZEY DEFORMASYONLARININ BELĐRLENMESĐ: KONYA ÖRNEĞĐ Fatma CANASLAN Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Harita Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Yrd. Doç. Dr. Aydın ÜSTÜN 2010, 60 Sayfa Jüri Yrd. Doç. Dr. Aydın ÜSTÜN Doç. Dr. Đ. Öztuğ Bildirici Yrd. Doç. Dr.Ekrem Tuşat Son yıllarda interferometrik yapay açıklı radar tekniği, yeryüzünde meydana gelen deformasyonların incelenmesinde yeni bir araç olarak kullanılmaktadır. Üretebildiği yüksek kaliteli topografya bilgisi ile deformasyon belirlenmesinde jeodezi bilimine yeni bir yön getiren bu teknik, geri dönen sinyallerin gecikmelerini kullanarak sinyal işleme tekniğiyle bunları yüksek çözünürlüklü görüntülere dönüştürmektedir. Aynı zamanda, diğer yöntemlerden farklı olarak geniş bir çalışma alanı sağlamakta ve santimetre hassaslığında sonuç vermektedir. Bu nedenle de yerbilimi araştırmacıları, söz konusu bu tekniği başta yer kabuğu deformasyonu çalışmaları olmak üzere diğer alanlarda da uygulamaktadırlar. Bu açıklamalar ışığında hazırlanan tez çalışmasında ise Konya Kapalı Havzası için zeminde meydana gelen zamana bağlı yükseklik değişimlerinin InSAR yöntemiyle incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, interferometrik yapay açıklıklı radar tekniği meydana gelen zemin çökmelerinin incelenmesi için kullanılmış ve bunun için de ENVISAT uydusuna ait radar görüntü çiftlerinden Haziran 2006 dan Haziran 2009 a kadar olan dönemi kapsayan 16 interferogram oluşturulmuştur. Oluşturulan interferogramlar benzeşim düşüklüğü ve atmosferden kaynaklandığı düşünülen sinyal gecikmeleri içermesine rağmen üç yıllık süreçte gözlenen konum değişikliklerinin, beklenildiği gibi radar bakış yönünde yaklaşık 113 milimetreye ulaşan zemin çökmelerini ortaya çıkardığı tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Radar, algılama, radar görüntüleri yapay açıklıklı radar, radar sistemleri, uzaktan iv

6 ABSTRACT MS THESIS DETECTING OF LAND SUBSIDENCE USING InSAR TECHNIQUE: A CASE STUDY IN KONYA Fatma CANASLAN THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE OF SELCUK UNIVERSITY THE DEGREE OF MASTER OF SCIENCE IN GEOMATICS ENGINEERING Advisor: Asst. Prof. Dr. Aydın USTUN 2010, 60 Pages Jury Asst. Prof. Dr. Aydın USTUN Assoc. Prof. Dr. Đ. Öztuğ BĐLDĐRĐCĐ Asst. Prof. Dr. Ekrem TUŞAT In recent years, interferometric synthetic aperture radar technique has been used as a new tool for investigating deformation that occurs in earth surface. This technique which brings an original direction for geodesy by producing high quality topography information uses delays of the return signals and transforms them into high resolution images by signal processing techniques. At the same time, unlike other methods, this technique provides a wide workspace and provides with a sensitivity of centimeters. Thus Earth science researchers use this technique in studies of surface skin and the other fields. In life of foregoing, investigating of time bound height changes which happen in the ground for close reservoir of Konya with InSAR method was aimed in this study. To implement this aim we used interferometric synthetic aperture radar technique for analyzing land subsidence and for this purpose we developed 16 interferograms which was selected in ENVISAT radar images doubles that include the period from June 2006 to June Although this interferograms involve delays of signal that result from low coherence and atmosphere, as expected we ascertained that the changes of position observed reveal land subsidence, which reach approximately 113 millimeters, in direction of radar view in a three years period. Keywords: Radar, Synthetic Aperture Radar, Radar Systems, Remote Sensing, Radar images. v

7 ÖNSÖZ Bu tez Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü ndeki yüksek lisans eğitimimin yaklaşık son 2 yılını ayırdığım Đnterferometrik Yapay Açıklıklı Radar tekniği hakkında öğrendiklerimi özetler niteliktedir. Tezim, konu üzerinde harcadığım emek dışında, yetişmem için katkıda bulunanların da emekleri sonucudur. Çalışmamda tez danışmanlığımı üstlenen ve çalışmamın her aşamasında bilgi ve deneyimleriyle bana yol gösteren sayın hocam Yrd.Doç.Dr.Aydın Üstün e ve kendi çalışmalarından vakit ayırarak radar görüntüleri üzerinde çalışabilir hale gelmemi sağlayan Yrd. Doç. Dr. Ziyadin Çakır a teşekkür ederim. Ayrıca, başta benden maddi ve manevi yardımlarını esirgemeyen ailem olmak üzere tüm hocalarıma ve arkadaşlarıma buradan şükranlarımı sunuyorum. Fatma CANASLAN KONYA 2010 vi

8 ĐÇĐNDEKĐLER ÖZET...iv ABSTRACT...v ÖNSÖZ...vi ĐÇĐNDEKĐLER...vii SĐMGELER VE KISALTMALAR...ix ŞEKĐL LĐSTESĐ...xi ÇĐZELGE LĐSTESĐ... xiii 1. GĐRĐŞ ĐNTERFEROMETRĐK SAR InSAR Çalışmalarının Tarihsel Gelişimi SAR çalışmalarında kullanılan uydulara genel bakış Geometrik ve Matematiksel Esaslar Radar kavramı ve görüntüleme özellikleri Yapay açıklı Radar (SAR) Interferometrik SAR (InSAR) DÜŞEY YÖNLÜ YÜZEY DEFORMASYONLARININ INSAR TEKNĐĞĐ ĐLE BELĐRLENMESĐ Interferometrik SAR Teknikleri Hareket doğrultusuna dik (across-track) interferometri tekniği Hareket doğrultusunda (along-track) interferometri Tekrar-geçiş (repeat pass) interferometri yöntemi Veri Değerlendirmede Çevresel Etkiler Piksel çözünürlüğü Yörünge etkisi Topografyanın etkisi Deplasmanların etkisi Atmosferik Etki KONYA KAPALI HAVZASI NDA DÜŞEY YÖNLÜ YÜZEY DEFORMASYONLARININ ĐNTERFEROMETRĐK YAPAY AÇIKLIKLI RADAR YÖNTEMĐ ĐLE ĐZLENMESĐ Konya Kapalı Havzası Konya Kapalı Havzasının Đklimsel Özellikleri Düşey Yönlü Yüzey Deformasyonu ve Jeodezik Yöntemlerle Đzlenmesi Interferometrik SAR Verilerinin Özellikleri ve ENVISAT ASAR Verilerinin Seçimi vii

9 4.5 InSAR Veri Đşleme Adımları Konya Kapalı Havzası nda Zemin Çökmelerini Gösteren Đnterferogramlar SONUÇ ve ÖNERĐLER...55 KAYNAKLAR...57 ÖZGEÇMĐŞ...60 viii

10 SĐMGELER VE KISALTMALAR Simgeler c : Işık Hızı t R θ : : : Sinyalin yolculuk süresi Eğik mesafe Bakış Açısı H B : : Uçuş yükseklği Baseline ξ : Eğim açısı λ : Dalga Boyu r 1,r 2 : Menziller B y,b x : Baseline bileşenleri α : Yörüngeler arası açı B B R y s y γ γ v : : : : : : : : Paralel Bileşen Dik bileşen Menzildeki Çözünürlük Eğik mesafe Yer (Arazi) Mesafesi Bakış Açısı Sinyaller arasındaki faz farkı Uçağın hızı h : Yüzey yüksekliği δ r : Bakı açısı istikametindeki menzil değişikliği d : Yer değiştirme vektörü l ˆr : Yüzeydeki noktadan radara olan birim vektör S 1,S 2 : Sinyal alma tarihleri e : Bozucu etken Kısaltmalar ALOS ASAR : : Advanced Land Observation Satellite Advanced Synthetic Aperture Radar ATSR : Along Track Scanning Radiometer DEM : Digital Evelation Model DESCW DMA : : Display Earth Remote Sensing Swath Coverage of Windows Defence mapping Agency DORĐS : Delft Institute of Earth Observation and Space Systems DSĐ : Devlet Su Đşleri ECHO Elsie : Earth Change Hazard Observatory ENVISAT EOLISA : : European Enviropment Satellite Earth Observation Link Stand Alone ERS-1 : European Remote Sensing Satellite- 1 ERS-2 : European Remote Sensing Satellite- 2 ESA : European Space Agency GPS : Global Positioning System ix

11 InSAR : Đnterferometrik SAR JERS-1 : Japanese Earth Resourse Satellite-1 KKH : Konya Kapalı Havzası MERIS : Medium Resolution Imaging Specrometer NASA PSInSAR : : RADAR : Radio Detection And Ranging RADARSAT : Radio Detection and Ranging Satellite SAM : Sayısal Arazi Modeli SAR : Synthetic Aperture Radar SIR-C : Shıttle Imagining Radar C National Aeronautics and Space Administration Permanent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar SLAR SLC : : Side Looking Airbone Radar Single Look Complex SYM : Sayısal Yükseklik Modeli SRTM : Shuttle Radar Topography Mission VIRR : Visible and Đnfrared Radiometer x

12 ŞEKĐL LĐSTESĐ Sayfa Şekil 2.1: Radar anteninin yapay olarak boyunun uzatılması. 11 Şekil 2.2: Kısaltım (foreshortening) Şekil 2.3: Örtüşme (overlap) Şekil 2.4: Gölgeleme..13 Şekil 2.5: Arazi noktasının görüntülenmesi Şekil 2.6: Eğik uzunluklar Şekil 2.7: Radarın yeryüzünü görüntülemesi..16 Şekil 2.8: Eğik uzunluk ve yatay uzunluk...16 Şekil 2.9: Eğik uzunluk ve yer uzunluğu arasındaki ilişki.17 Şekil 2.10: Đnterferometrik yapay açıklıklı radar için geometrik yorum Şekil 2.11: S 1 ve S 2 radar antenleri arasındaki baz (B) vektörü Şekil 3.1: Baz ile hareket doğrultusunun geometrik (dik) gösterimi..21 Şekil 3.2: Hareket doğrultusuna dik interferometri...22 Şekil 3.3: Baz ile hareket doğrultusunun geometrik (paralel) gösterimi.23 Şekil 3.4: Hareket doğrultusunda interferometri...23 Şekil 3.5: Tekrar-geçiş interferometri Şekil 3.6: Tekrar geçiş interferometri geometrisi...25 Şekil 3.7: Yapay açıklık tekniği ile ortaya koyulan çözünürlükteki gelişme...28 Şekil 3.8: Bir interferogramda meydana gelen yörüngesel örgeler Şekil 3.9: Karadağ üzerindeki topografik örgeler..30 Şekil 3.10: Çalışmada kullanılan Sayısal Yükseklik Modeli...31 Şekil 3.11: Atmosferik etkinin bulunmaması durumunun incelenmesi Şekil 3.12: Bir interferogramda görülen atmosferik örgeler Şekil 4.1: Konya Kapalı Havzası Şekil 4.2: KKH GPS test ağında belirlenen zemin çökmeleri 38 Şekil 4.3: Görüntüler arasındaki zaman farkı ve uydu yörüngeleri arasındaki dik mesafe açısından birbirlerine göre konumları Şekil 4.4: Uygulamanın yapılacağı Envisat ASAR görüntüsünün (iz: 207 ve çerçeve: 2853) sayısal yükseklik modeli üzerindeki konumu...44 Şekil 4.5: Görüntü seçimi için çalışma alanı koordinatlarının belirlenmesi...44 xi

13 Şekil 4.6: Kullanılacak uydu ve istenilen zaman aralığına göre çalışma alanına girecek iz ve çerçevelerin araştırılması. 45 Şekil 4.7: Dik baz uzunluğu durumunun incelenmesi 45 Şekil 4.8: DESCW de kesinleştirilen görüntülerin EOLISA programı yardımıyla özelliklerinin belirlenmesi..46 Şekil 4.9: Görüntü önizleme ve görüntü siparişi Şekil 4.10: InSAR veri işlem akış şeması...48 Şekil 4.11: Net bir sonuç göstermeyen interferogramlar Şekil 4.12: Atmosferik etki sonucu oluşan interferogramlar.. 50 Şekil 4.13: Yörüngesel ve topoğrafik örgelerden oluşan interferogramlar Şekil 4.14: Uygun tarihli görüntü çiftlerinden elde edilen interferogramlar.. 51 Şekil 4.15: 15/07/ /04/2009 çiftinden oluşturulan filitrelenmiş diferansiyel interferogramın faz ve genlik bileşenlerinin bir arada gösterimi...53 Şekil 4.16: 15/07/ /04/ 2009 çiftinden oluşturulan benzeşim (koherans) haritası...54 xii

14 ÇĐZELGE LĐSTESĐ Sayfa Çizelge 2.1: Đnterferometre tekniğine uygun radar uydularının özellikleri...6 Çizelge 4.1: KKH ya ait ENVISAT ASAR verilerinin elde edilme tarihleri ile oluşturulan matris Çizelge 4.2: Đnterferogramlara ait interferometrik özellikler ve deformasyon miktarları...53 xiii

15 1 1. GĐRĐŞ Radar interferometre yeryüzünün belli bir kesiminin radar yöntemiyle elde edilmiş iki görüntüsü arasındaki faz farklarını kullanarak haritasının çıkarılmasını sağlayan ölçme tekniğidir. Piksel bazlı faz farklarıyla oluşturulan interferogram, yer ve radar uydusu arasındaki uzaklığın eşyükselti eğrili bir haritasıdır. Söz konusu haritalar radarın bakış yönünde eşsiz bir piksel yoğunluğuna (~ 100 piksel/km 2 ) ve ~ 1 cm lik doğruluğa sahiptir (Massonnet ve Feigl, 1998). Đnterferometrik radar uyduları yaklaşık bir aylık (35 gün) aralıklarla aynı bölgenin radar görüntülerini alır. Değişik zamanlarda ve farklı konumlardan alınan bu görüntüler, bölgenin topoğrafik, atmosferik, fiziksel ve kimyasal özellikleriyle birlikte, bu özelliklerde zamanla gerçekleşen değişimler de kaydedilmiş olur. Ancak radar yöntemiyle elde edilen bu verilerin, yöntemin uygulanış tekniği ile ilişkili parametrelere bağımlı (duyarlı) olduğu unutulmamalıdır. Radar tekniğinin uydularda kullanılmasıyla ortaya çıkan SAR (Synthetic Aperture Radar) başka bir deyişle yapay açıklıklı radar tekniği mikrodalga frekanslarda çalışır. Bu özellik sistemin her türlü hava koşulunda gece ve gündüz yüzeyin geometrik ve elektriksel özelliklerini görüntü olarak alabilecek şekilde çalışmasını sağlar (Rosen vd., 1998). SAR sistemleri sağladıkları yüksek çözünürlük sayesinde oldukça geniş bir kullanım alanına sahiptirler ancak hedefin konumunu sadece iki boyutlu koordinat sisteminde belirleyebilir. Buna karşın, örtüşen SAR görüntüleri arasındaki faz farkları kullanılarak InSAR (Đnterferometrik Yapay Açıklıklı Radar) teknolojisinin gelişimi üç boyutlu arazi modelinin oluşturulabilmesine olanak sağlamıştır. InSAR ilk olarak Ayın topoğrafyasını çıkarmak üzere yeryüzüne konumlandırılmış radarlar kullanılarak gerçekleştirilmiştir (Massonet vd., 1993). Massonet ve Thierry (1993), InSAR ın yer yüzü deformasyonlarının ölçülmesinde de kullanılabileceğini göstermişlerdir. Kaliforniya da 1992 de meydana gelen Landers depremine ait, Avrupa Uzay Ajansı ndan elde edilen ERS görüntüleri kullanılarak oluşturulan interferogramlar InSAR ın jeodezik araç olarak büyük potansiyele sahip olduğunu ortaya çıkaran ilk örneklerdir. Bu tarihlerden itibaren tekniğin değişik uygulamalar için de geliştirildiği bir sürece girilmiştir.

16 2 InSAR tekniğinde iki SAR görüntüsü radar interferogramı oluşturmak üzere karşılaştırılır. Đnterferogram hedef alanın yüksekliği (topoğrafyası) ile ilgili bilgi sağlayabileceği gibi iki görüntü alımı arasında meydana gelen yer menzil mesafesinde oluşacak küçük değişimler hakkında da bilgi verir. SAR görüntüsü bir radar kaynağından gönderilen sinyallerin hedef yüzeyden yansıdıktan sonra kaydedilen genlik ve faz değerlerini içerir. Genlik, hedefin yansıma özelliklerini ifade ederken; faz, hedefe olan uzaklığa bağlı bir değerdir. InSAR iki SAR görüntüsündeki birbirine karşılık gelen piksellerin faz farklarını belirler ve interferogram oluşturur (Bürgmann vd., 2000). InSAR tekniği topografya ve yeryüzü deformasyonunu ölçmek için kullanılabilir. InSAR tekniğiyle haritanın elde edilmesi fotogrametrideki yaklaşıma benzerdir. Stereoskopide, arazinin bir çift görüntüsü iki farklı noktadan alınır. Farklı alım noktaları nedeniyle elde edilen paralaks, topoğrafyanın yeniden oluşturulmasını sağlar. InSAR tekniğinde, SAR görüntüleri arasındaki paralaks, iki SAR görüntüsünde kaydedilmiş faz bilgilerinin farkına karşılık gelir. Tekniğin sayısal arazi modeli elde etmek için kullanıldığı en güzel örnek mekik radar topoğrafya görevidir (SRTM: Shuttle Radar Topography Mission). SRTM yaklaşık 60 kuzey ve güney enlemleri arasındaki kuşakta yüksek çözünürlüklü topoğrafik veri elde etmek için planlanmış bir görevdir. Bu görev, Şubat 2000 de Endeavour uzay mekiğinin üzerine yerleştirilmiş iki radar yardımıyla 11 günde tamamlanmıştır (Farr vd., 2007). InSAR yardımıyla gerçekleştirilen uygulamalar bilim ve toplumun ilgi alanına giren konulara farklı bir bakış açısı sağlar ve elde edilen bilgi yeryuvarının yapısının ve geçirdiği değişimin anlaşılması açısından çok anlamlıdır. Magmanın yüzey hareketlerinden, plaka hareketlerine ve buz katmanlarının izlenmesine kadar yeryuvarının geometrik görünümünde meydana gelen konumsal ve zamansal değişimin izlenmesinde InSAR büyük avantaj sağlar. GPS gibi noktasal yer değişikliğinin üç boyutlu bileşenlerini ölçemese de InSAR ile elde edilen m lik yüksek piksel çözünürlüğü, uygulamanın çok daha geniş ölçeklerde ve daha detaylı olarak gerçekleştirilmesini sağlar. Veri toplama işinin ilgili bölgede bulunmayı ve yersel çalışmayı gerektirmemesi, bu tekniğin bir diğer önemli avantajıdır. Bu durum sadece ekonomik bir kazanç sağlamakla sınırlı kalmaz, aynı zamanda volkanik bölgeler gibi riskli yerlerde yaşanabilecek güvenlik sınırlarını da ortadan kaldırır. Bu çalışmada InSAR yöntemi ile Konya Kapalı Havzası nda yeraltı suyu çekilmesi sonrası oluştuğu varsayılan yüzey deformasyonları incelenmektedir. Bölgenin

17 3 belirli bir deformasyon dağılımının ve niteliğinin (büyüklüğünün) incelenmesi hedeflenmektedir. Türkiye de 2000 li yıllardan itibaren uygulama bulan bu tekniğin esaslarının iyi anlaşılabilmesi için genel olarak radar ve SAR tekniklerinin gelişimi, sonra da InSAR tekniğinin dayandığı teori sunulmuştur. Uygulamanın anlatıldığı kısımda ise görüntü seçiminde dikkat edilecek önemli noktalara değinilmiştir. Avrupa Uzay Ajansı ndan (ESA) sağlanan ENVISAT görüntüleri zemin çökmelerinin belirlenmesi amacıyla kullanılacaktır. Delft Üniversitesi nde geliştirilen DORIS yazılımı ile radar görüntü çiftleri arasında interferogramlar oluşturulacak ve bu interferogramlar yardımıyla zemin çökmeleri konumsal ve zamansal ölçekte belirlenmeye çalışılacaktır.

18 4 2. ĐNTERFEROMETRĐK SAR 2.1 InSAR Çalışmalarının Tarihsel Gelişimi Radar, Amerika Birleşik Devletleri tarafından 1920 li yıllarda, gemi ve uçakların izlenmesi amacıyla geliştirilmiştir. Ancak bu radar, yer bazlı bir radar olup, 1930 larda uçağa takılan izleme radarları geliştirilmiştir. Bu tip radarların çok büyük anten boylarına ihtiyaç duyması nedeniyle, 1950 lerde Yapay Açıklıklı Radar sistemi geliştirilmeye başlanmıştır (Akoğlu, 2001). NASA tarafından oşinoğrafik araştırmalar amacıyla, 26 Haziran 1978 tarihinde uzaya gönderilen Seasat uydusu ile bilimsel anlamda ilk kez yapay açıklıklı radar yöntemi ile yeryuvarının görüntülenmesine başlanmıştır (Massonet ve Feigl, 1998) lı yıllarda SAR sistemleri, uydu platformlarına yerleştirilerek uzaya gönderilmeye başlanmıştır. Böylece, daha büyük alanların izlenmesi ve görüntülenebilmesi mümkün hale gelmiştir. Interferometrik SAR yönteminin yeryüzünün hareketlerini ölçmeye yönelik yararlı bir araç olduğunu ortaya koyan ilk çalışma Gabriel vd., (1989) tarafından yayınlanmıştır. Çalışmalarında, Kaliforniya nın Imperial Vadi sinde arazinin seçmeli olarak sulanması sonucu oluşan yer kabarmasını Seasat uydusunun L-bandı radar sisteminin görüntüleri ile incelemişlerdir. Daha önce de belirtilen Kalifornia daki Landers depremi çalışmalarından sonra SAR ile çalışan yerbilimcilerin sayısı hızla artmıştır (Akoğlu, 2001). Avrupa Uzay Ajansı nın ERS, Japonya nın JERS, Kanada nın Radarsat uydularının ve SIR-C / X-SAR mekik uçuşlarından elde edilen radar görüntüleri ile depremler, volkanlar, buzullar, yer kaymaları, yeryüzündeki çökmeler ve levha sınırlarındaki deformasyonlar gibi birçok farklı konuda araştırmalar yapılmış ve halen de yapılmaya devam edilmektedir. Yapay açıklıklı radarın tarihçesi hakkında daha ayrıntılı bilgi Curlander ve McDonough da (1991) bulunabilir SAR çalışmalarında kullanılan uydulara genel bakış Radar sistemleri; X (3 cm), C (6 cm) ya da L bant (24 cm) silsilelerinde elektromanyetik dalgaları iletir ve alır. Söz konusu bant genişliklerindeki dalgalar atmosferik katmanlar boyunca önemli kayıplar vermeden, her hava koşulunda sorunsuz

19 5 olarak yayılırlar. Üstün tekniklerle bezenmiş iletilen ve geri gelen bu dalgalar sayesinde hızlı olayların görüntülenmesi ya da bulutlu yerlerin haritalanması mümkündür. Günümüzde, interferometrik uygulamalar için radar görüntüleri sağlayan önemli uydular bulunmaktadır. Çizelge 2.1 bu uyduların interferometrik özellikleri hakkında bilgiler içermektedir.

20 Çizelge 2.1: Đnterferometre tekniğine uygun radar uydularının özellikleri Fırlatma Dalgaboyu Bant Yörünge Tarama alanı Bakış açısı ( o ) Yersel Kısaltma Tarihi (mm) periyodu (Gün) (Swath genişliği) (km) sıklığı çözünürlük (m) SEASAT L ERS C ERS C JERS L RADARSAT C SIR-C X,C,L Değişken ENVĐSAT C Değişken SRTM C geniş ALOS L ECHO Elsie L,C Değişken Evet 6

21 7 NASA tarafından oşinoğrafik araştırmalar amacıyla, 26 Haziran 1978 tarihinde uzaya gönderilen SEASAT uydusu, dört aylık bir kullanımdan sonra teknik bir arıza nedeniyle devre dışı kalmıştır. 800 km yörünge yüksekliği olan Seasat uydusunda algılayıcı sistem olarak SAR (yapay açıklıklı radar) ile görünür kızılötesi bölgede çalışan radyometre (VIRR: Visible and Infrared Radiometer) kullanılmıştır. Uydu dünya çevresindeki bir turunu 14 günde tamamlamıştır. Bir çerçevedeki görüntü alanı km ve bir resim elemanı büyüklüğü metredir (URL2). Avrupa Uzay Ajansı nın (ESA) ilk uzaktan algılama uydusu olan ERS-1, 17 Temmuz 1991 tarihinde yörüngeye yerleştirilmiştir. Bu uydunun esas amacı çevrenin bilimsel incelenmesine katkıda bulunmaktır. ERS-1 ileri mikro dalga tekniği kullanarak her türlü hava koşullarından etkilenmeden çevreyi global olarak ve tekrarlı bir biçimde gözlemler. Aynı zamanda dünyanın uzak bölgeleri olarak kabul edilen kutup bölgelerinden ve güney okyanusundan bilgiler aktarabilir. Güneşi kesintisiz olarak gören, kutba yakın, dairemsi bir yörüngeye sahiptir. ERS-1, 2 ila 3 yıllık yaşam süresi için tasarlanmış ve onu izleyen ERS-2 de daha sonraki 2-3 yıllık periyod için veri sağlamak amacıyla planlanmıştır. Çizelge 2.1 de de gösterildiği gibi ERS-1 in yörünge periyodu 3,35 ve 168 günlük dönme sürelerinden oluşmaktadır. Herhangi 35 günlük devrin iki farklı verisi işlenerek bir interferogram oluşturulabilir ve yine iki farklı 168 günlük devrin iki farklı verisi ile de bir interferogram oluşturulabilir ancak iki farklı 3 günlük devrin verileri ile bir interferogram oluşturulamaz (Massonet ve Feigl, 1998). ERS-1 ve ERS-2 den bir çift oluşturmak için, iki uydunun aynı 35 günlük yörünge devrini kullanılır. JERS 1 uydusu Japonya Ulusal Uzay Geliştirme Ajansı (NASDA-National Space Development Agency) tarafından 11 Şubat 1992 de yörüngeye yerleştirilmiştir. Bu uydu, ulusal arazi incelemeleri, ormancılık, balıkçılık, çevresel koruma, afetsel korumalar ve kıyısal takip amaçlı kullanılan bir yer gözlem uydusudur. 568 km yükseklikteki güneş-senkronize yörüngesi üzerinde bir tam dönüşünü 44 günde tamamlamaktadır. JERS1, üzerinde bulunan yüksek performanslı SAR (Synthetic Aperture Radar) ve Optik Sensörü (OPS) yardımıyla 1998 yılına kadar veri toplamıştır (URL 3). JERS de Kaliforniya da meydana gelen Northridge depremini görüntülemek için kullanılmıştır (Rossi vd.,1996). RADARSAT uydusu, 1994 yılında Kanada Uzay Ajansı tarafından fırlatılmış ve dünyanın yerden işletilebilir ilk radar uydusu olduğu ifade edilmiştir. RADARSAT

22 8 veri setindeki çeşitli çözülme ve yaklaşma açıları, interferometrik uygulamaların gerektirdiği, aynı şartlar altında görüntüler elde etme olasılığını düşürmektedir. ERS-1 ve RADARSAT uydularının interferometrik yetenekleri benzer olsa da birlikte bir interferogram oluşturamazlar. 14 Aralık 2007 yılında fırlatılan RADARSAT 2 uydusu, RADARSAT 1 için önerilen gelişmiş özellikleriyle ön plana çıkmaktadır. SIR-C uzay mekiği sürekli olarak farklı dalga boylarında ve polarizasyonlarında veri toplayabilme kapasitesi ile zamanının en gelişmiş özellikli platformudur. Đlk uçuşunu 1994 de yapmış ve ikinci uçuşunu da yine 1994 de Ekim ayında gerçekleştirmiş ve bu uçuşu neticesinde başarılı tekrar-geçiş interferometrik deneyler yapılmasını sağlamıştır (Rosen vd., 1998) ESA tarafından işletilen Avrupa nın en önemli yer gözlem uydusu ENVISAT, 1 Mart 2002 yılında yörüngesine oturtulmuştur. Yörüngesine yerleştirildiğinde 26 m lik uzunluğu ve 8211 kg lık ağırlığı ile Avrupa nın en büyük uydusu olarak bilinir. Yerden 800 km yükseklikte bulunan ENVISAT bir tam periyodunu 35 günde tamamlar. Hızlı veri aktarım özelliği sayesinde acil uyarı uydusu olarak da kullanılmaktadır. Atmosfer, okyanus, kıyılar, arazi ve buzul gözlemlerinin yanı sıra iklimsel ve çevresel değişimlerin izlenmesine de olanak sağlar. Tüm bu gözlemler, on adet yüksek teknoloji algılayıcı ile yapılmaktadır (URL 4). ENVISAT algılayıcılarının taradığı elektromanyetik aralık, mikro dalgadan, cm boyundaki ulturaviyole dalga aralığına kadar geniş bir yelpazeyi kapsar. Avrupa Uzay Ajansı ENVISAT ile ERS uydularıyla başlatılmış radar temelli gözlemlerin devamlılığını sağlamıştır. Bu devamlılık çevresel ve iklimsel olayların takibinde hayati bir öneme sahiptir. SRTM, 60 kuzey ile 56 güney enlemleri arasında kalan yeryüzü bölümünün; kesintisiz ve yüksek çözünürlüklü topoğrafik veri setinin elde edilmesinin amaçlandığı bir uydu görevidir. SRTM ile yeryuvarının kara yüzeyinin %80 i haritalanmıştır. Üretilen SRTM verilerinin düşey doğruluğu 16 m den daha iyidir (URL 5). 2.2 Geometrik ve Matematiksel Esaslar InSAR uygulamalarına geçmeden önce interferometrik SAR tekniği ana hatlarıyla aktarılmaya çalışılacaktır. SAR hakkında daha geniş bilgi, Elachi (1987) ve Curlander ve McDonough un (1991) çalışmalarında verilmektedir. Interferometrik SAR hakkında daha geniş bilgi ise, ilk defa bu teoriyi yayınlayan Graham ın (1974)

23 9 makalesinde ve ondan sonra konuyu inceleyen ve tekniği geliştiren, Zebker ve Goldstein (1986), Massonnet ve Feigl (1998) ve Bürgmann vd. nin (2000) yayınlarda bulunabilir Radar kavramı ve görüntüleme özellikleri RADAR kelime olarak Đngilizce Radio Detecting And Ranging kelimelerinin baş harflerinden oluşmuş bir kısaltmadır. Radyo (hedef) algılama ve mesafe tayini anlamına gelen bu sistem gece veya gündüz, her türlü hava koşulunda radyo sinyalleri ile uzaydaki cisimlerin mesafe, konum ve/veya yükseklikleri hakkında bilgi verir. Güçlü bir frekans üretici tarafından üretilmiş mikrodalga radar tekniğinin temelini oluşturur. Radar anteninden hedefe gönderilen ve hedefe çarptıktan sonra geri yansıyan mikrodalga sinyal çok hassas bir alıcı tarafından toplanıp kayıt ünitesine kaydedilir. Radarın çalışma esası ses dalgalarının yansımasına benzemektedir. Sesi yansıtan bir ortamda bağırılması halinde (örneğin bir kayalık vadide veya mağarada) bir yankı işitilir. Buna göre sesin havadaki yayılma hızı biliniyorsa hareketli bir nesnenin uzaklığı ve hareket yönü belirlenebilir. Buradan bir radar kaynağı ile hedef arasında sinyalin gidişi ve dönüşü arasındaki geçen süre uzaklığı, t ve ışık hızı c olmak üzere hedef 1 R = c t (2.1) 2 eşitliği ile hesaplanır. InSAR tekniği için kullanılan radar görüntüleme sisteminin özellikleri şu şekilde sıralanmaktadır: Radar görüntüleme sistemi aktif bir sistemdir. Bu nedenle güneş ışığından bağımsız olarak her türlü hava şartlarında yeryüzünü görüntüleyebilmektedir. Yeryüzü topografyasını ve morfolojisini, deniz ve kara ortamlarındaki morfolojik değişimleri çok hassas algılayabilmektedir.

24 10 Suyu ve bağıl nemi hassas bir şekilde algılayabilmektedir. Nem ve düşük yoğunluklu toprağın izin verdiği oranda yeraltı özellikleri ile ilgili bilgiler edinilebilmektedir. Radar sistemi; yerden yansıyan radar sinyalinin gücüne bağlı olarak, piksel değeriyle tanımlanan bir görüntü üretir (Akabalı 2002). Radar sinyallerinin yansımasını etkileyen bir takım parametreler mevcuttur. Bunlar: Radar teknolojisinin gözlemsel parametreleri (frekans, polarizasyon ve yansıyan sinyallerin geliş açısı) Yeryüzünün fiziksel parametreleri (yüzey pürüzlülük oranı, geometrik şekil ve nemlilik) Radar görüntüleri pek çok noktanın diziliminden veya resim elemanlarından oluşur. Yeryüzündeki bir alan için radar sinyallerinin geri yansımaları, radar görüntüsünde pikseller şeklinde olmaktadır. Düşük enerjili geri yansımalar, görüntüde karanlık alanlar olarak, yüksek enerjili geri yansımalar daha açık alanlar olarak gösterilir. Parlaklık, radar antenine yansıyan yüksek miktardaki enerjiyi, koyuluk ise yansıyan düşük miktardaki enerjiyi ifade etmektedir Yapay açıklı Radar (SAR) Yapay açıklıklı radar (Sythetic Aperture Radar: SAR) bir hava aracının uçuş güzergâhını kullanarak olabilecek en büyük antenin ve yayın açıklık yüzeyinin (aperture) elektronik benzetimini (simulation) yapabilen radar sistemidir. Yapay olarak genişleyen (uzayan) algılama süreci boyunca sinyal gönderim-alım çevrimleri (PRT ler, PRT = Darbe Tekrarlama Zamanı), hava aracının hassas göreceli konum koordinatları ile birlikte elektronik ortama kaydedilir. Bu çevrimler (cycles) belirli bir sayıya ulaştığında kaydedilen veriler bilgisayarda işlenir. Her bir çevrimde ortaya çıkan değişik Doppler frekansları hedefin geometrisinin çiziminde hesaba katılır. Böylece gerçek bir antenin açıklık açısının elverebildiğinin çok ötesinde yüksek açısal çözünürlüklü bir radar resmi elde edilir.

25 11 Bir SAR- radar bilgisayarı A uçuş noktasından C uçuş noktasına kadar ki T zamanı içindeki tüm darbe tekrarlama sürelerinin yansımalarının genliklerini ve faz açılarını kaydeder. Bir hedef (örneğin bir gemi) radar tarafından ilk kez yakalandığında gönderilen darbelerin yansımaları kaydedilmeye başlanır. Bu işlem, platform öne doğru hareket ederken hedef radar ışınları altında kaldığı sürece devam eder. Platformun bu süre içinde kat ettiği yol antenin benzetimleşmiş (simulated) veya yapay boyunu tayin eder. Eğer platform yeterince yol alamazsa antenin açıklık açısı yapay olarak küçülmüş olacaktır. Ölçüm sırasında geçen süre ve darbe tekrarlama esnasında meydana gelen en uzun mesafe (örneğin; A ile D arasında) birbirlerini dengelerler, böylece şerit (swath) üzerinde olabildiğince sabit bir açısal çözünürlük yakalanabilir (Şekil 2.1). Şekil 2.1: Radar anteninin yapay olarak boyunun uzatılması (URL 1) SAR tekniği ile ölçülen radar kaynağı ve yeryüzü arasındaki uzaklık (eğik), radar dalgalarının geri yansıdığı yerlerde bulunan topoğrafik düzensizliklerden (bina, yapay yükseklikler, tepe, vb.) olumsuz etkilenir. Uzunluk değerlerinin yanlış belirlenmesinin nedeni yüzey düzensizliklerinin neden olduğu göreli sinyal

26 12 gecikmeleridir. Aşağıda bakış doğrultusundaki eğik uzunlukların yanlış ölçülmesi sonucu radar görüntülerinde oluşan bozulmalar açıklanmaktadır. Kısaltım (foreshortening) denilen olay arazideki gerçek uzunluğun radar görüntüsünde olduğundan daha kısa algılanmasıdır. Örneğin, bir dağın b tepe noktasının a ve c dip noktalarına göre eşit bir eğimle yükseldiğini düşünelim. Dağın a ve b noktaları arasında kalan a-b yatay mesafesi, eşit durumdaki b-c yatay mesafesine göre resimde daha kısa görünür (Şekil 2.2). Bunun nedeni a dip noktası radara en yakın konumda olduğundan ilk giren nokta olacaktır. b tepe noktası ise yüksekliğinden dolayı görüntüde a noktasına daha yakın buna karşın c dip noktası ise en uzun sinyal dönüş süresine sahip olacağından b noktasına a nın olduğundan daha uzak görünecektir. Radar görüntüsündeki bu göreceli farklılığa kısaltım denir. Şekil 2.2: Kısaltım (foreshortening) (URL 1) Örtüşme (overlapping) denilen olay bir arazi parçasını, örneğin bir dağın, b tepe noktasının eğik uzaklığının a dip noktasına göre daha kısa olacak şekilde bir eğime sahip olması durumunda meydana gelir. Radara tepeden yansıyan sinyalin dipten yansıyana göre daha erken

27 13 döneceğinden a-b aralığı tersine çevrilerek b -a olarak algılanacak, yani biri diğerini örtecektir (Şekil 2.3). Şekil 2.3: Örtüşme (overlap) (URL 1) Gölgeleme durumu ise; bir açı ile radar ışımasına maruz kalan arazi yükseltilerinin ayrıca bir gölgeleme etkisi meydana getirilmesiyle oluşur. Bu gölgenin boyu, güneşin batışında olduğu gibi, geliş açısı büyüdükçe daha da artar (Şekil 2.4). Şekil 2.4: Gölgeleme (URL 1)

28 14 Yapay açıklıklı radarlar, gerçek açıklıklı radarların sınırlamalarını ortadan kaldırmak için geliştirilmiş sistemlerdir. Bu radarlar ile, kısa anten boyları ve uzun dalga boyları kullanarak iyi azimut çözünürlüğüne ulaşılabilmektedir. Ayrıca bu sistemlerde azimut çözünürlüğü, eğik uzunluktan bağımsızdır (Akabalı 2002). Yapay açıklık radarlarında açıklık, radarın hareket etmesi yardımıyla sağlanmaktadır. Radar hareket halinde iken, bir yeryüzü noktası birçok farklı konumdan algılanır. Algılanan bu sinyaller dijital ortamda değerlendirilerek yapay bir açıklık sağlanmış olur. Aynı zamanda bu durum SAR teknolojisinin temelini oluşturmaktadır. Şekil 2.5 deki bir P arazi noktası, radarın A noktası konumundan başlayarak B noktası konumuna kadar görüntülenmektedir. Bu sayede, radarın A noktasından B noktasına hareketi süresince, P arazi noktası birçok farklı konumdan algılanmış olur (Köse, 2006). Şekil 2.5: Arazi noktasının görüntülenmesi Bir radar sistemi, veri toplama özelliğinden dolayı araziyi perspektif bir bakış hattı ile algılar ve radar anteni ile yer noktası arasındaki eğik düzlem üzerine doğrusal bir geometri ile görüntüler (Scharrer, 2007). Radar verisinin iki farklı gösterimi söz konusudur: Eğik uzunluk radar görüntüsü, radar anteni ile yeryüzü hedef noktası arasındaki eğik uzunlukların ölçüldüğü görüntüdür. Şekil 2.6 da SAR sensörü tarafından ölçülen eğik uzunlukların geometrik gösterimi sunulmaktadır.

29 15 Şekil 2.6: Eğik uzunluklar Şekil 2.6 da O noktası radar sensörü ve A, B, C, D, E noktaları yeryüzü noktalarıdır. Ayrıca AB, BC, CD, DE uzunlukları eşittir. Ancak radar anteni ile noktalar arasındaki uzunluklar, OA < OB < OC < OD < OE şeklinde olmaktadır. Eğik uzunluk radar görüntüsünde ise yeryüzündeki bu noktalar arasındaki mesafeler: AB = OB OA BC = OC OB CD = OD OC DE = OE OD (2.2) şeklinde elde edilmektedir. Bu nedenle radar görüntüsü üzerinde bu mesafeler, AB < BC < CD < DE şeklinde olmaktadır. Yatay uzunluk radar görüntüsü ise, radar sensörünü taşıyan platformun yer izi ile hedef noktaları arasındaki uzunlukların ölçüldüğü ve seçilen bir referans düzlemine uygun pozisyonda yerleştirildiği görüntüdür. Radar ölçümlerinin sonucu olarak eğik mesafe radar verileri elde edilir. Bu verilerin yatay uzunluğa dönüştürülmesi gerekmektedir. Radarın yeryüzünü görüntüleme biçimi ve uçuş doğrultusuna dik yöndeki yatay ve eğik uzunluklar ile bu uzunlukların geometrik ilişkileri Şekil 2.7 ve 2.8 de ayrıntılı olarak verilmektedir.

30 16 Şekil 2.7: Radarın yeryüzünü görüntülemesi (Akabalı, 2002) Şekil 2.8 Eğik uzunluk ve yatay uzunluk

31 17 Eğik uzunluk ve yatay uzunluk arasındaki matematiksel, ilişki Şekil 2.9 dan görüldüğü gibi Pisagor bağıntısından kolayca çıkarılabilir. Şekil 2.9 Eğik uzunluk ve yer uzunluğu arasındaki ilişki Şekil 2.9 a göre; H radar antenin yüksekliği (nadir noktası ile arasındaki düşey uzunluk), s eğik uzunluk, y yatay uzunluk, γ bakış açısı olmak üzere; = H y (2.3) s + y sinγ = (2.4) s eşitlikleri geçerlidir. Bu bağıntılardan yararlanılarak eğik uzunluklar yatay uzunluklara dönüştürülebilir Interferometrik SAR (InSAR) Đnterferometrik SAR yöntemi jeodezi çalışmaları ile karşılaştırılabilecek ölçme doğruluğuna sahip olmasına rağmen yüzeydeki deformasyonun 3 boyuttaki tüm

32 18 bileşenlerini ortaya çıkaramamaktadır. Deformasyonun sadece radarın bakış yönündeki bileşeni bilinebilmektedir. SAR tekniği ile alınan radar görüntüsü, yansımaların genliklerini ve fazlarını içeren 2 boyutlu bir kayıt türüdür. Genlik bilgisi yüzeyin yansıtma yeteneğinin bir göstergesi, faz bilgisi ise hem o yüzeydeki nesnelerin radara uzaklığının bir göstergesi hem de yüzeydeki hareketlerin kayıtçısıdır. Đnterferometrik SAR yönteminde en az iki SAR görüntüsünün faz farklarına bakılır ve böylelikle interferogram oluşturulur. Başarılı bir interferogram oluşturulması piksel genişliğinden daha hassas olacak şekilde iki görüntünün birbirine göre hizalanmasını gerektirir. Bu sayede her iki görüntüdeki noktaların birbirlerine göre bağıl faz farkları bulunabilir. Farklı bakış açılarından alınmış iki görüntü arasındaki bağıl faz farkı bilgisi ile yüzeydeki nesnelerin bakış açısındaki uzaklıklarındaki değişiklikleri ve böylelikle de görüntüleme geometrisi biliniyorsa SAR görüntüsüne eş çözünürlükte yüzey topoğrafyası elde edilebilir (Akoğlu, 2001). Aynı bakış noktasından fakat değişik zamanlarda elde edilen iki görüntünün arasındaki faz farkı kullanılarak şayet yüzeyden yansıyan sinyallerdeki fazlarda gecikmeler varsa bunlar hassas bir şekilde ölçülebilir. Bu sayede eğer yeryüzündeki noktalar radardan, bu iki görüntünün alındığı tarihler arasında uzaklaştılar veya ona yakınlaştılarsa faz değişimleri olacaktır ki bunlar santimetre altında bir hassasiyet seviyesi ile ölçülebilir. Yeryüzünü düz kabul edersek SAR interferometrisinde kullanılan geometri Şekil 2.10 daki gibidir: Şekil 2.10: Đnterferometrik yapay açıklıklı radar için geometrik yorum (Zou vd., 2009).

33 19 Şekilde görüldüğü üzere S 1 ve S 2 antenleri B olarak gösterilen bir aralığa (baseline) sahip iki paralel rotada ilerlemektedirler. Yüzeydeki aynı nesneye S 1 anteninden r 1 ve S 2 anteninden de r 2 olarak tanımlanan yan bakış uzaklıkları ölçülmektedir. Bakış açısı θ ve uçuş yüksekliği H dır. h ise hedef noktanın yüksekliğidir. Bu değer aşağıdaki formüller yardımıyla hesaplanabilir. sin r1 r2 + B λϕçözümleme = (2.5) 2r B 2π B ( θ α ) 1 λϕçözümleme θ = α arcsin 4π B (2.6) = rcosθ (2.7) h H 1 Yukarıdaki formülde geçen ϕ çözümleme ilerleyen bölümlerde daha ayrıntılı bahsedilecek olan çözümleme (unwrapped) işleminin (interferogramdaki faz değerlerinin ilk örgeden başlayıp 2π 'nin katları ile çarpılarak sürekli hale getirilmesi) interferometrik referans faz değerini, λ ise radar sinyalinin dalga boyunu ifade etmektedir. Daha önce de değinildiği gibi SAR verilerinde faz bileşeni de bulunmaktadır. Aynı yüzey noktasından antenlere gelen iki radar sinyali arasındaki faz farkı; 4π 4π ϕ = ( r2 r1 ) ( By sinθ Bz cosθ ) λ = λ (2.8) eşitliğinden hesaplanabilir. (2.8) den görüldüğü gibi interferometri geometrisinin anahtar parametresi antenler arası uzaklık değeridir. Bu uzaklığın bileşenleri B y ve B z Şekil 2.11 de gösterilmektedir:

34 20 Şekil 2.11: S 1 ve S 2 radar antenleri arasındaki baz (B) vektörü. Baz vektörü S 1 de oluşturulan yerel koordinat sistemi eksenlerine göre By ve Bz bileşenlerine ayrılabileceği gibi bakış doğrultularına göre ( B ) ve ( B ) biçiminde de gösterilebilir (Gens, 1998). S 1 ve S 2 de alınmış bir veri (görüntü) çiftinin kullanılabilir olup olmadığını çiftin baz değeri belirler. Örneğin bir bölgenin radar görüntülerinden sayısal yükseklik modeli oluşturmak (digital elevation model-dem) istenirse B değeri metre arası olmalıdır. Yüzey deformasyonlarının inceleneceği çalışmalarda ise metre arası olmalıdır. Pratik olarak interferometri yapılabilmesi için ise 600 metrenin altında olmalıdır (Zou vd., 2009). Bu uzaklık değeri arttıkça faz gürültüsü görüntü eşleşmesini engeller. Şayet bu uzaklık sınır değerine ulaşırsa görüntüler arası benzeşim (coherence) tamamen kaybolur. Eşik değer Bc ; B c λr = (2.9) 2 2R cos θ y eşitliğinden bulunabilir. Ry eğik uzunluktaki çözünürlüğü simgelemektedir. Özellikle radar verilerinden hazırlanan topoğrafik haritaların hassasiyeti için baz değeri potansiyel hata kaynaklarından biridir ve hassas olarak bilinmesi gerekmektedir (Zebker vd., 1997).

35 21 3. DÜŞEY YÖNLÜ YÜZEY DEFORMASYONLARININ INSAR TEKNĐĞĐ ĐLE BELĐRLENMESĐ 3.1 Interferometrik SAR Teknikleri SAR verilerinin elde edilme aşamasında üç ana teknik kullanılmaktadır. Bu teknikleri ayıran en önemli parametre baz hattının yönüdür. Ayrıca teknikler isimlerini antenin platforma yerleştirilme durumuna göre aldıkları için veri toplamada ikinci önemli nokta antenin platformdaki konumudur. Bu üç teknik, across-track (hareket doğrultusuna dik), along-track (hareket doğrultusunda) ve repeat pass (tekrar- geçiş) interferometre tekniği olarak adlandırılmaktadır. Üç yöntemle de elde edilen verilerin karşılaştırılmasında çok önemli bir fark bulunmamaktadır Hareket doğrultusuna dik (across-track) interferometri tekniği Bu teknikte 2 SAR anteni aynı platforma monte edilmiştir. SAR verileri; aynı anda ve aynı bazdan (B) hedef alana (P) ait veri alabilirler. Burada baz hattı uçuş yönüne diktir (Şekil 3.1). Teknik, genellikle uçaklarla yapılan çalışmalarda kullanılır. Bu yüzden elde edilen master ve slave görüntüler farklı konumlardan elde edilseler de aynı tarihlerde kaydedilmiş olurlar (Zou vd., 2009). Şekil 3.1: Baz ile hareket doğrultusunun geometrik (dik) gösterimi

36 22 Buradaki temel problem; yöntemin uçaklar ile gerçekleştirilmesi ile ortaya çıkan, uçağın rotadan sapma ihtimalinin uydulara göre daha olası olmasıdır. Uçak rotadan çıktığı anda kaydedilen görüntü topoğrafyadaki eğimin etkisinden ayırt edilemez. Şekil 3.2 de görüldüğü gibi antenler uçuş doğrultusuna dik gelecek şekilde platforma yerleştirilir. θ bakış doğrultusu altında hedef noktasının yatay uzaklığı (uçuş doğrultusuna dik); y = r sinθ (3.1) 1 eşitliği ile hesaplanabilir. Diğer yandan h yüksekliği için, = rcosθ (3.2) h H 1 eşitliği geçerli olur. Bu teknik Sayısal Yükseklik Modeli (SYM) oluşturmak için de elverişlidir. Aynı zamanda hareket doğrultusunda interferometre tekniği ile elde edilen verilerle birlikte kullanımında okyanus dalgaları da ölçülebilir (Zou vd., 2009). Şekil 3.2: Hareket doğrultusuna dik interferometri (Gens, 1998). Yöntemin matematik esasları ve daha fazla bilgi Moccia ve Vetrella nın (1992) çalışmalarında bulunabilir.

37 Hareket doğrultusunda (along-track) interferometri Aynı platformda iki SAR anteninin kullanıldığı bir diğer yöntemdir. Kısıtlı bir kullanıma sahip olmakla birlikte genellikle uçaklar ile yapılan SAR uçuşlarında uygulanmaktadır. okyanuslardaki akıntıların incelenmesi, hareket eden cisimlerin takip edilmesi gibi amaçlar için kullanılmaktadır. Diğer yönteme göre en önemli farkı baz hattının uçuş yönüne paralel olmasıdır (Şekil 3.3). Şekil 3.3: Baz ile hareket doğrultusunun geometrik (paralel) gösterimi Tekniğe ait geometrik özellikler Şekil 3.4 de görüldüğü gibidir. Şekil 3.4: Hareket doğrultusunda interferometri (Gens, 1998).

38 24 Yöntemin matematiksel esasları bir öncekinden farklı değildir. Sadece eksen yönleri değişmiştir. Denizlerdeki akıntıların incelendiğini düşünürsek sinyaller arasındaki faz farkı ϕ akıntının hareketi ile meydana gelecektir. Hareket eden yüzey sudaki dalgaların faz hızına göre bir Doppler atımına sebep olacaktır. Yöntem ile sadece hareket eden kısımlar radar görüntüsünde görünecektir. Bir noktanın veya nesnenin hızı u ile faz farkı arasındaki ilişki, 4π u ϕ = Bx (3.3) λv eşitliğiyle tanımlanır. Burada v uçağın hızını, λ dalga boyunu ve Bx de baz uzunluğu bileşenidir. Đnterferometrik ölçümlerin duyarlılığı uygun baz seçimine bağlıdır. Yukarıda bahsedilen iki yöntemde de 2 SAR anteni aynı platformda olduğu için uygun baz uzunluğunu seçmek mümkün olmayacaktır Tekrar-geçiş (repeat pass) interferometri yöntemi Bu yöntemde tek bir hava aracı ve bu araca yerleştirilmiş tek SAR algılayıcısı söz konusudur. Hedef bölge üzerinden uydunun biraz farklı bir bakış açısı ile tekrar geçmesi ikinci bir anten işlevi görür. Bu yöntem için uçuş yörüngelerinin çok hassas olarak bilinmesinin önemi büyüktür. Uyduların bu yöntemde tercih edilmesinin nedeni bundandır. Şekil 3.5 tekrar-geçiş interferometrisinin genel yapısını, Şekil 3.6 ise yönteme ait geometrik özellikleri ortaya koymaktadır. Şekil 3.5: Tekrar-geçiş interferometri

39 25 Şekil 3.6: Tekrar geçiş interferometri geometrisi (Gens, 1998). Uyduların yörünge konum bilgilerinden hesaplanan B baz büyüklüğünden veya radar algılayıcılarla ölçülen hedef eğik uzunlukları r ve 1 r 2 arasındaki farktan yararlanılarak antenler arası mesafe bulunabilir. Faz farkı bilgisine ise 4π ϕ = B λ (3.4) formülü ile ulaşılabilir. Tekrar geçiş geometrisini kullanarak bir bölgenin bir sayısal yükseklik modeli çıkartılmak istenirse, ilk aşama iki SAR görüntüsündeki her resim elemanına karşılık gelen yer noktasının yüksekliği h ı hesaplayabilmek olacaktır. Radarın dalga boyu zaten bilinmektedir. Hassas uydu yörünge verilerinden de uydunun uçuş yüksekliği H ve anten açıklığı B de hesaplanabilmektedir. (3.4) den faz farkı ϕ interferogramı oluşturmaktadır. Đki radar görüntüsünün alındığı tarihler arasında hedef yüksekliklerin

40 26 ve diğer özelliklerinin aynı kaldığı atmosferik etkilerden dolayı gecikme kabul edilir ve anten konfigürasyonu hassas olarak bilindiği varsayılırsa hesaplanan faz farkları incelenen bölgenin yüksekliklerinin bulunmasını sağlar. Đki görüntüdeki noktaların birbiriyle karşılaştırılması ile elde edilen faz iki SAR görüntüsünün yayılma fazları arasındaki farka eşit bir interferogram oluşturulmuş olur. Đnterferogram, faz farkından dolayı örgelerin interferans dokusudur. Fazın ya da örgenin interferogramdaki her bir döngüsü, dalga boyunun yarısı kadar uydu yeryüzü uzaklığındaki değişimlere karşılık gelir (Çakır, 2003). Đnterferogramın genlik değerleri ise radar görüntülerinin geri yansıma değerlerinin bir sonucudur. Đnterferogramlarda genellikle genlikler gri tonlama ile ve faz büyüklükleri de renkli olarak (bir birimlik renk ölçeği (örge) 2π lik bir faz değişikliğini gösterecek şekilde) sunulurlar. Đstenirse interferogramdaki faz değerleri ilk örgeden başlayarak 2π 'nin katları biçiminde sürekli hale getirilebilir başka bir deyişle fazlar çözümlenir. Eğik uzunluklar (r 1, r 2 ) arasındaki farklar, ilgili faz farklarının radar sinyalinin dalga boyu ile çarpılması ile hesaplanabilirler. Görüntüdeki bir noktanın konumunun tayin edilebilmesi için yörünge bilgisi, anten açıklığı vektörü ve interferometrik eğik uzunluğun bilinmesi yeterlidir. Đnterferometrik fazdan elde edilen yükseklik bilgisi ve SAR dan elde edilen 2 boyutlu konum bilgisi ile sayısal yükseklik modeli oluşturulabilir. Bu tez çalışmasında, interferometrik yapay açıklıklı radarı ile topoğrafya dışında ölçülmeyi hedeflenen bir diğer büyüklük de iki görüntünün alındıkları tarihler arasında yüzeyde meydana gelen düşey yönlü deformasyonlar veya depremler gibi nedenlerden dolayı meydana gelen değişikliklerdir. Yeryüzünde meydana gelen değişiklikler ve bundan dolayı bakış yönündeki menzil değişikliği arasında şu ilişki vardır: δ = r d r l r (3.5) Eşitlikte δ bakış doğrultusundaki eğik uzunluk değişimini, r d r yer değiştirme vektörünün eğik uzunluk doğrultusundaki bileşenini ve l r ise aynı doğrultudaki birim vektörü simgelemektedir (Akoğlu,2001). Eğik uzunluk yönünde iki görüntü tarihi arasında 1 cm hareket etmiş olan bir piksel, gidiş dönüş mesafesi 2 cm kadar değişmesine neden olur. 2 cm lik değişim ENVISAT uydusu için dalga boyunun yaklaşık %40 ına karşılık gelmektedir. Bu büyüklükteki faz kayıklığı rahatlıkla gözlenebilir. Radarın bakış doğrultusunda yarım dalga boyu kadar bir hareket

41 27 interferogramda bir örge oluşturur ki, bu da yine ENVISAT uydusu için 28 mm lik bir hareket demektir. Tekniğin bu derece bir ölçme inceliğine sahip olması yerbilimcilerin ilgisini uyandırmaktadır. Elbette deformasyonu hesaplamak için topoğrafik, yörüngesel ve atmosferik etkiler gibi bozucu etkilerin fazda önceden kaldırılmış olması gerekmektedir. 3.2 Veri Değerlendirmede Çevresel Etkiler Đnterferometrenin temel ilkesi, radar görüntüleri arasındaki farklılıkları kullanmaktır. Konum farkına (örneğin bir düzlemdeki iki anten, görüntüleri eş zamanlı olarak elde eder) veya zaman farkına (örneğin bir anten görüntüleri iki farklı zamanda elde eder) sahip görüntü fazları uygun bir eşleştirmeden sonra karşılaştırabilir. Ortaya çıkan faz farkı interferogram olarak adlandırılan yeni bir görüntü türü olur. Đnterferogramların oluşmasını sağlayan faz ölçümlerini birçok fiziksel olay etkiler. Bunlar, piksel çözünürlüğü, yörünge etkisi, topografyanın etkisi, deplasmanların etkisi, atmosferik etki, şeklinde sıralanabilir Piksel çözünürlüğü Bir radar görüntüsünde piksel ile gösterilen resim elemanı resme giren diğer piksellerin temsil ettiği yüzeylerden farklılıklar gösterir. Elde edilen genlik görüntüsü yeryüzünün değişik fiziksel özelliklerine göre görüntüde yer yer tonlama farklılıkları gösterir. Örneğin yeryüzündeki bir su birikintisinin genlik görüntüsü ile farklı bir toprak cinsinin genlik görüntüsü arasında gözle ayırt edilebilen gri tonlama farklılıkları gözlenebilir.

42 28 Şekil 3.7: Yapay açıklık tekniği ile ortaya koyulan çözünürlükteki gelişme. Şekil 3.7 de sol panel 17 Mart 2009 da alınmış Konya kent merkezinin güneyinden başlayıp Çumra, Yalıhüyük ve Güneysınıra kadar uzanan ENVISAT genlik görüntüsüdür. Resim alanı kuzeydoğu-güneybatı yönünde km lik bir çerçeveyi içine almaktadır. Bu görüntüde, karanlık (koyu) renkler düşük genlikli yüzey alanını gösterdiğinden Suğla Gölü açık bir şekilde ayırt edebilmektedir. Sağ panelde ise aynı bölgenin ikinci bir radar görüntüsü ile işlenmiş hali görülmektedir. Görüntünün üst orta kısımında Konya kent merkezi daha parlak görülmekte ve görüntünün alt kısımlarındaki dağlar sol resime göre daha net seçilebilmektedir. Burada önemli olan nokta, radarın bakış yönünün iki görüntü açısından aynı olmasıdır. Aksi takdirde temel hedefler (yerin gerçek görünümü) pikselin hareket doğrultusunda (along-track) farklı bir şekilde toplanacaktır. Đnterferogram, iki gözlem yönü arasındaki açı ile doğrusal olarak indirgenir Yörünge etkisi Uydular hareketlerini belirli (önceden belirlenmiş) yörünge (Kepler) parametreleri ile gerçekleştirirler. Ancak uydular, yerin basıklığı ve kitle dağılımındaki düzensizlikler ve bozucu diğer nedenlerden ötürü belirtilen yörüngeden az ya da çok uzaklaşırlar. Yörüngede, Kepler parametrelerinin dışında gerçekleşen konum değişiklikleri hassas yörünge düzeltmesi yapılarak etkisi ortadan kaldırılmalıdır.

43 29 Böyle bir yörüngesel hatanın sonuncunda görüntü (interferogram), bozuk çıkar. Yani örgeler oluşmaz ve renkler birbirini takip eden ve kapanmayan eğrilerden oluşur. (Şekil 3.8) Şekil 3.8: Bir interferogramda meydana gelen yörüngesel örgeler Topografyanın etkisi Radar farklı iki bakış noktasından topografyayı gözlemlediği için, yörüngesel etkinin büyük bir kısmının ortadan kaldırılması ile temel bir stereoskopik etkiyi gözler önüne serer. Bu topografik etki, eşyükselti eğrileri gibi topografyanın şeklini alan ve ışık dalgalarının karışması ile üretilen örgeler oluşturur (Şekil 3.9).

44 30 Şekil 3.9: Karadağ üzerindeki topoğrafik örgeler Đnterferogramdaki eşit faz hatları olarak örgeler tıpkı topoğrafik bir haritadaki eş yükseklik eğrileri gibidir. Bunlar topoğrafik örgeler olarak adlandırılır. Arazinin nereye doğru yükseldiğini belirlemek için bir başlangıç seçmek veya topoğrafik örgeler üretmek için ihtiyaç duyulan yükseklik değişimini kullanmak uygundur. Topoğrafyanın etkisinin kaldırılabilmesi için ya farklı bir kaynaktan oluşturulmuş olan bir sayısal yükseklik modeli ya da deformasyon içermeyen bir radar görüntüsü kullanılmalıdır. Bu çalışmada sayısal yükseklik modeli olarak SRTM verisi kullanılmış ve beklenen sonuçlar elde edildiği için de SYM olarak başka bir görüntü çifti kullanılmaya ihtiyaç duyulmamıştır. Bu çalışma için kullanılan ve uygun veri çiftlerinden elde edilen SYM Şekil 3.10 da verilmektedir.

45 31 Şekil 3.10: Çalışmada kullanılan Sayısal Yükseklik Modeli Deplasmanların etkisi Topoğrafik ve yörünge etkilerinin ortadan kaldırılması, radar ve hedef arasındaki görüş çizgisi boyunca gerçekleşen yer hareketlerini ortaya çıkarır. Yerin bir bölümündeki konum değişikliği görüntüler arasında faz kayıklığı olarak görülür. Matematiksel olarak bu durumun ifadesi daha önce bölüm de verilen (3.5) eşitliği ile daha da net anlaşılabilir. Eşitlik bakış doğtultusundaki eğik uzunluk değişiminin, yer değiştirme vektörü ve aynı doğrultudaki birim vektörü yardımıyla belirlenmesi esasına dayanmaktadır (Massonnet vd., 1998) Atmosferik Etki Eğer iki görüntü farklı zamanlarda elde edilirse, o zaman atmosferik bir etki söz konusudur. Troposfer ve iyonosferdeki fark; radar ve yolun görünen uzaklığını farklı

46 32 zamanlarda elde edilmiş görüntüler üzerinde etkileyebilir. Ancak elde edilen birinci (master) ve ikinci (slave) görüntüler yılın (birbirini takip eden) aynı tarihlerinde alınırlarsa bu durumda görüntüyü etkileyen bozucu etken (o tarihlerdeki atmosferik etki) her iki resimde aynı olacağından interferogramın oluşumu sırasında bunlar birbirini götürerek görüntü üzerindeki saçılımlar ortadan kalkacaktır. (Şekil 3.10) Şekil 3.11: Atmosferik etkinin bulunmaması durumunun incelenmesi Atmosferik etkinin en az olması isteniyorsa birinci ve ikinci görüntünün aynı hava şartlarına denk gelen günlerde alınması gerekmektedir. Bu seçime meteorolojiden bilgi edinilerek varılabilir. Ancak her şeye rağmen yine de aynı gün içinde bile atmosfer koşulları değişebilir. Atmosferik etki fazla ise interferogram saçılımlardan oluşur (Şekil 3.11).

47 33 Şekil 3.12: Bir interferogramda görülen atmosferik örgeler Troposferik etkiler; fırtına bulutları ve rüzgârdan kaynaklanan türbülansın oluşturduğu değişimlerdir. Đyonosferik değişiklikler de radar yayılımını etkileyebilir. Sonuç olarak atmosferdeki heterojen bir değişiklik bile (basınç, nem ve sıcaklık) sinyalin içinden geçmesi gereken troposferin inceliğini modüle eden karşılaştırılmış bir kabartı ile ortaya çıkarılabilir. Bu etkilerin hepsi bir interferogramdaki faz değişikliği olarak görünür. Gece görüntülerinden elde edilen interferogramlar uyumlu sonuç verirken, gündüz görüntülerinden elde edilen interferogramlar daha az ve daha küçük atmosferik yapay olgular gösterirler. Bunun nedeni bitki örtüsünün hareketsiz durumu veya istatistiksel olarak gece daha sabit bir atmosfer olması olabilir (Massonet ve Feigl, 1998).

48 34 4. KONYA KAPALI HAVZASI NDA DÜŞEY YÖNLÜ YÜZEY DEFORMASYONLARININ ĐNTERFEROMETRĐK YAPAY AÇIKLIKLI RADAR YÖNTEMĐ ĐLE ĐZLENMESĐ 4.1 Konya Kapalı Havzası Konya Kapalı Havzası Anadolu yarımadasının iç kesiminde yaklaşık km 2 lik bir alanı kapsayan ve Konya, Karaman, Niğde ve Aksaray illerini içine alan Türkiye nin en büyük kapalı havzasıdır. Đç Anadolu nun tipik iklimsel özelliklerini taşıyan havzanın toprakları düz veya hafif dalgalı topoğrafyada eski göl ve deniz tortulları ile volkanik kayaçlar üzerinde oluşmuştur. Havzanın Karaman il sınırları içindeki kesiminde ise volkanik kayaçlarla kaplı Karadağ gibi yükseltiler ve Tersiyer çökeller bulunmaktadır (Göçmez vd., 2004). Kapalı Havzayı güneyden bir yay biçiminde Toros dağları sınırlar. Ovalık iç kesimlerin yüksekliği m arasında değişirken (tüm havzanın yaklaşık %65 i) yükseklikler Toros dağlarında 3900 m ye kadar çıkmaktadır. Havzayı besleyen su kaynaklarının büyük çoğunluğu Toros dağlarından beslenen akarsular ve yeraltı sularıdır. Şekil 4.1: Konya Kapalı Havzası (Üstün vd., 2010)

49 35 Havza, arazi kullanım özellikleri ve kalitesi yönünden değerlendirildiğinde %48.4 ü sürülebilir tarım arazisi niteliğindedir. Türkiye deki yıllık çekilebilir yeraltı suyu rezervi 13,66 km³/yıl dır. Konya kapalı havzasında ise bu oran ülke genelinin %10 una karşılık gelmektedir. Konya kapalı havzasının rezervinin tarımsal sulamada kullanılan kısmının %80 i DSĐ olanakları ile sulamaya sunulmakta olup, kalan rezervin %20 si ise kişisel teşebbüsler tarafından kullanılmaktadır. Tarımsal sulamada kullanılan su miktarı ise genelin %70 ine ulaşmaktadır (Đşçioğlu ve Hamarat, 2004). Bölgenin yıllık yağış ortalaması 398 mm olmakla birlikte ovanın büyük bir kesiminde yıllık yağış oranı mm arasında kalmaktadır. Uzun yıllar tahıl ambarı olarak bilinen Konya ovasında kuru tarımın yapılması imkânsız hale gelmiştir. Bölge ha tarım arazisine, hm³ yeraltı, hm³ yerüstü olmak üzere hm³ su potansiyeline sahiptir. Aktif kullanılabilir su potansiyeli hm³ olmasına rağmen, izinsiz açılan kuyulardan dolayı fiili kullanım bunun çok üzerinde olmaktadır. Havza, önemli su potansiyeline sahiptir, ancak son yıllarda yağışların azlığı ve bilinçsiz kullanım nedeniyle yeraltı su seviyeleri gittikçe düşmekte, yeraltı suyu rezervleri tükenmekte ve havzadaki şartlar kuraklığa doğru yaklaşmaktadır (Göçmez vd.,2008) 4.2 Konya Kapalı Havzasının Đklimsel Özellikleri Konya ve çevresinde yazları sıcak ve kurak kışları soğuk ve karlı karasal iklim tipi hâkimdir. Konya Meteoroloji istasyonu verilerine göre Thornthwaite formülü yardımıyla bölgenin iklim tipi E B11 db3 (kurak, mezotermal, su fazlası olmayan okyanus tesirine yakın) iklim tipidir (Göçmez ve ark., 2004). Her mevsim suyun aktığı akarsular; Çarşamba çayı, Meram deresi, Sille deresi, May deresi (Hatunsaray deresi), Đnsuyu Deresi, Gümüşler deresi, Đvriz çayıdır. Gölleri ve sulak alanları ise Tuz gölü, Beyşehir gölü, Akşehir gölü, Çavuşcu gölü, Suğla gölü, Ters akan gölü, Bolluk Gölü, Kulu Gölü, Meke gölü, Acı Göl, Hotamış gölü, Ereğli sazlıklarıdır. Ayrıca Konya Kapalı Havzasında dünya harikası diyebileceğimiz obruklar ve traverten konileri de su taşıyan yapılar olarak bilinmektedir. Konya Kapalı Havzası nda 2007 yılında ortalama yıllık yağış mm olup, oldukça düşüktür. Havza için hazırlanan yağış dağılım grafiğine göre ve yılları arası yağışlı dönemleri ve yılları arası ise

50 36 kurak dönemleri göstermektedir yılından itibaren 10 yıldır kurak dönemdir yılındaki yağış değerleri uzun yıllar ortalamasının bile altındadır. Yapılan ölçümlerde yeraltı suyu seviyesinin dönem başı Ocak 2006 daki seviyeler, dönem sonu Aralık 2006 daki seviyelere göre değerlendirildiğinde bir sene boyunca havzaya düşen yağışlar yeraltı suyu seviyesini yükseltmemiştir. Seviyelerde 1-6 m düşüş gözlenmiştir (Göçmez vd., 2008). Havza, bitki yetişme döneminde hem miktar hem de dağılış olarak yeterli ve düzenli yağış almamaktadır. Bu durum; Konya ovasında tarımsal üretimde sulamayı zorunlu kılmaktadır. Konya havzasında su kaynaklarını yeraltı ve yerüstü su kaynakları oluşturmasına rağmen Konya havzası su potansiyeli bakımından fakir sayılabilecek bir konuma sahiptir. 4.3 Düşey Yönlü Yüzey Deformasyonu ve Jeodezik Yöntemlerle Đzlenmesi Üzerinde yaşadığımız doğal ortamda veya insan eliyle inşa edilen yapay objelerde ortaya çıkabilecek geometrik değişimlerin sonucu, insan hayatının güvenliği ile doğrudan ilgilidir. Zaman içerisinde hareket ettiği bilinen doğal ve yapay sistemlerin geometrik değişimlerinin izlenmesi, belirlenmesi ve tanımlanması mühendislik faaliyetlerinin bir parçasıdır. Gerek yer kabuğu hareketlerini, gerekse mühendislik yapıları ve çevresinde meydana gelebilecek geometrik değişimleri belirlemek amacıyla yapılan ölçmeler deformasyon ölçmeleri olarak isimlendirilir. Deformasyon ölçmelerinde farklı tekniklerin bir arada kullanıldığı alanlardan birisi de düşey yönlü yüzey deformasyonlarının bir başka değişle zemin çökmelerinin izlenmesidir. Zemin çökmesi, çevresel ve jeolojik etkiler altında zeminin düşey yönde aşağıya doğru yaptığı hareket olarak tanımlanır. Hidrojeolojik süreçler başlıca neden olarak görülse de, yeraltı sularını ve madenleri yeryüzüne çıkaran insan faktörü içinde bulunduğumuz yüzyılda daha belirleyici bir rol oynamıştır. Zemin çökmeleri zaman zaman önemli ölçüde can ve mal kaybına yol açan tabi olaylar olup, gerek bina, yol, baraj, köprü ve liman gibi çeşitli mühendislik yapılarında, gerekse çevresinde önemli derecede zararlara yol açabilmekte ve bazı durumlarda topoğrafyada derin izler bırakabilmektedir. Zemin çökmeleri esas olarak yeterince kararlı olmayan toprak (tortul) katmanlarının yeraltından çıkarılan su veya benzeri kaynaklarının boş bıraktığı yerlere doğru hareket etmesiyle gelişir. Boşaltılan yeraltı kaynağının sağladığı destek

51 37 azalınca üst katmanlar aşağıya doğru yavaş yavaş çökmeye başlar. Bazı durumlarda bu olaylar birbirini zincirleme biçiminde tetikler ve hareketin hızı zaman geçtikçe daha da artar. Bunda, yüzeye çıkarılan kaynakların üst toprak katmanlarının yükünü daha da arttırması etkili olur. Đşte yeraltı sularının çekilmesi nedeniyle akifer sistemlerde meydana gelen daralmanın yani sıkışmanın nedeni de böyle bir durumdur (Üstün vd., 2008). Zemin çökmelerinin nedenleri şöyle sınıflanabilir: 1. Drenajla yeraltının kuruyarak sıkışması (compaction, consolidation) 2. Çökme ve çözülme (yeraltında malzeme kaybı kaynaklı): karstik boşluklar, doğal mağaralar, maden ocakları ve petrol sondajları 3. Kaymalar (altı yumuşak zeminlerin fazla yüklenmesi) Ülkemizde olduğu gibi dünyanın birçok yerinde zemin çökmelerinin izlenmesi ve muhtemel zararların önlenmesi veya azaltılması konusunda çok sayıda çalışma yapılmıştır. Son derece zahmetli ve yoğun çalışmalar gerektiren deformasyon izleme çalışmalarının gerçekleştirilebilmesi için çok değişik ölçme donanımının kullanıldığı farklı yöntemler geliştirilmiştir. Zemin çökmelerinin zamansal değişimi ve konumsal dağılımının belirlenmesinde, hassas nivelman, küresel konum belirleme sistemi (GPS) ve InSAR jeodezik yöntemleri kullanılır. Deformasyonun niteliği, etkili olduğu alan genişliği, zemin çökmelerinin ne şekilde tanımlanacağı (noktasal, çizgisel veya alan), doğruluk beklentileri, ekonomik ve diğer faktörler uygulanacak jeodezik tekniğin seçiminde etkendir. Hassas nivelman, bir asırdan daha uzun bir geçmişe sahip en etkili jeodezik yöntem olarak bilinirken, 1990 lı yıllardan itibaren GPS (Global Positioning System) ve InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) uydu teknikleri, yüzey deformasyonlarının belirlenmesine yeni bir boyut kazandırmış, özellikle geniş alanlara yayılmış deformasyon etkilerinin kısa zamanda ölçülmesinde büyük avantaj sağlamıştır. Konya Kapalı Havzasında yeraltı suyu çekilmelerine bağlı zemin çökmelerinin belirlenmesine yönelik ilk çalışmalar 2005 in sonlarına doğru başlamış ve öncelikle bir GPS test ağının oluşturulması öngörülmüştür (Üstün vd., 2008). Bu çalışma için 6 noktalı bir GPS test ağı tesis edilmiş, Mart 2006 ve Ekim 2009 tarihleri arasında altı

52 38 periyotluk GPS ölçüsü yapılmış ve bir nokta sabit alınarak diğer noktaların düşey konum değişimleri belirlenmiştir. Üç yılı aşkın bir sürede referans alınan sabit noktaya göre obje noktalarının mm/yıl arasında değişen hızla çöktüğü sonucuna varılmıştır (Üstün vd., 2010). Konya Kapalı Havzası nda meydana gelen zemin çökmelerinin GPS ile yapılan çalışma sonucunda noktasal anlamda gösterimi Şekil 4.2 de sunulmaktadır. Şekil 4.2: KKH GPS test ağında belirlenen zemin çökmeleri (Üstün vd., 2010)

53 39 Zemin çökmelerinin izlenmesinde GPS dışında diğer iki yöntem bir üst bölümde de değinildiği gibi hassas nivelman ve InSAR tekniğidir. Ancak KKH gibi genişliği büyük alanlarda yeterli sıklıkta tesis edilmiş nivelman ağının periyotlar halinde ölçülerini yapmak hem ekonomik olmaz hem de çok büyük iş gücü ve zaman gerektirir. Benzer sorunlar aslında GPS ağlarında da vardır. Ancak, uygun biçimde tasarlanmış GPS ağına bu tür uygulamalarda mutlaka gerek vardır, fakat tek başına yeterli değildir. Đşte InSAR tekniği burada büyük kolaylık sağlar. Yüzey deformasyonları alansal ölçekte milyonlarca nokta (piksel) ile belirlenmeye çalışılır. Yukarıda yapılan değerlendirmeleri özetlemek gerekirse, Konya Kapalı Havzasında yeraltı suyu çekilmesine bağlı zemin çökmelerin varlığı GPS uygulaması ile tespit edilmiştir. Uygulama sonuçları havzanın sınırlı bir kesimini kaplamaktadır. Havza genelinde bir değerlendirme yapabilmek için, kurulan jeodezik ağ genişletilmeli kısaca ağa yeni noktalar eklenmelidir. GPS nin yetersizlikleri göz önüne alarak zemin çökmelerinin izlenmesi için InSAR tekniğinden de yararlanılmalıdır. Projede incelenmesi öngörülen temel parametreler, Konya Kapalı Havzasındaki düşey yönlü yer değiştirmeleridir. Burada daha çok çökme olarak ele alınacak yer değiştirme parametreleri, hem konumsal hem de zamansal ölçekte incelenecektir. Gözlem altına alınacak bölge, tüm havza değil, yeraltı suyunun yoğun olarak kullanıldığı alanlardır. Bu tez çalışmasının temel amacı Konya Kapalı Havzasında yeraltı suyu çekilmesinin sonuçlarından biri olması beklenen düşey yönlü zemin çökmelerinin InSAR (Đnterferometrik Yapay Açıklıklı Radar) yöntemiyle belirlenmesidir. 4.4 Interferometrik SAR Verilerinin Özellikleri ve ENVISAT ASAR Verilerinin Seçimi Bu çalışma için kullanılan görüntüler Avrupa Uzay Ajansı nın ENVISAT uydularından elde edilen radar görüntüleridir. Görüntü seçiminde, çalışılacak alanın bir kesimini kapsayan görüntüler için uydunun iz (track) ve çerçeve (frame) numaralarına gereksinim vardır. Đlk aşamada sınırları kabaca belirlenen alana ait uydu görüntülerinin olup olmadığı, varsa hangi tarihlere ve yörüngelere ait oldukları uygun bir yazılımla araştırılmalıdır. Đstenilen niteliklerde interferogram oluşturabilmek için yeterli sayıda (en az 10) görüntü temin edilmelidir. Uygulama alanını içeren mevcut görüntüler

54 40 listelendikten sonra da birbiriyle çift oluşturabilecek görüntülerin olabildiğince mevsimsel özelliklere sahip görüntülerden seçilmesi yerinde olacaktır. Görüntü seçiminde dikkat edilecek en önemli nokta, görüntülerin alındığı yörüngede farklı geçiş zamanına dik uydu konumları arasındaki uzaklık (baz) değeridir. Baz değerinin fazla büyük olmaması koşuluyla iki farklı noktadan aynı topoğrafyanın görüntülendiği resimler istenen stereoskopik görüşün oluşmasına izin verir. Baz değeri bir interferogramın topoğrafik yükseklik bilgisi üzerindeki hassasiyetini belirler. Bu değer altitude of ambiguity" (h a ) olarak bilinir. Diğer bir deyişle, h a değeri bir örgeye neden olacak yükseklik değeridir. Örneğin bu değer 100 m ise bu her 100 metre için interferogramda örge oluşacağını belirtir. Bunlara topoğrafik örgeler denir. Bunu çözmek için altitude of ambiguity (h a ) parametresi kullanılmaktadır (Massonnet ve Feigl, 1998). Đki yörünge de birbirlerini hatasız olarak tekrarlıyorsa stereoskopik etki oluşmayacaktır ve dolayısıyla h a değeri sonsuz olup interferogram topoğrafyadan bağımsız olacaktır. Şayet iki yörünge arasında B kadarlık bir uzaklık varsa altitude of ambiguity değeri şu formülle hesaplanabilir: h a Rsλtanθ m = (5.1) 2B Formülde R s yüzeydeki hedeften ikinci tekrar yörüngesine olan bakış yönündeki menzil, θ m referans görüntünün bakış açısı ve λ ise dalga boyudur. Sayısal yükseklik modeli oluşturmada kullanılan bu faktör deformasyon analizlerinde interferogramdan arındırılmak zorundadır. Kullanılacak uygun h a değerinin tespiti, interferogramın hangi amaç için oluşturulacağına (topoğrafik faz etkisini kaldırmak için sayısal yükseklik modeli oluşturmada) bağlı olarak değişir. h a değeri kabaca 100 m olabilir. Daha yüksek çözünürlüklü bir sayısal yükseklik modeli için bu değer m seviyelerine kadar düşürülebilir. Sonuç olarak çalışma ile sayısal yükseklik modeli oluşturulmayacaksa en kısa baz uzunluğuna veya h a değerinin en büyük olduğu çiftleri seçmek gerekmektedir. Bu çalışmada, öncelikle literatürdeki benzer uygulamalar dikkate alınmış, değerlendirmede izlenecek yöntem ve görüntü araştırması düşey yönlü yüzey deformasyonlarının izlenmesine elverişli olacak şekilde yapılmıştır. Verilerin (SAR görüntülerinin) temini için Avrupa Uzay Ajansı na (ESA) proje başvurusu yapılmış ve

55 41 istenen görüntüler bu kurumdan sağlanmıştır. Çalışma kapsamında, 2002'den bu yana interferometrik SAR görüntüsü toplayan ENVISAT uydusuna ait Temmuz 2006 ve Haziran 2009 tarihleri arasında seçilmiş 11 adet ASAR verisi kullanılmıştır. Çizelge 4.1 seçilen görüntüleri ve bunlar arasında oluşturulan görüntü çifti detaylarını matris biçiminde göstermektedir. En az 35 gün aralıklarla seçilen master (birinci) ve slave (ikinci) uydu görüntülerinin (IS2 modunda) karşılaştırılmasıyla piksel bazlı zemin çökmelerinin cm mertebesinde belirlenmesi amaçlanmaktadır. Çalışma sahası için ENVISAT uydusunun 2002 den sonraki görüntülerinin mevcut olup olmadığı DESCW yazılımıyla araştırılmış ve yaklaşık 11 resim bu çalışmada kullanılmıştır. Uydu görüntülerinden elde edilecek diferansiyel interferogramlar üzerinden havzadaki zemin çökmeleri ve zamana bağlı değişimler izlenmeye çalışılacaktır. Đnterferogramların oluşturulması ve değerlendirilmesi amacıyla Delft Üniversitesi nde geliştirilen DORIS yazılımından yararlanılmıştır (URL 6). Bu çalışmada dikkate alınacak öncelikli parametreler birincil ve ikinicil görüntü arasındaki dik baz uzunluğu ve gün farkıdır. Çizelge 4.1 de kırmızı ile belirtilen görüntü çiftleri baz uzunluklarına göre değerlendirilmek üzere seçilenlerdir. Şekil 4.3 de, seçilen görüntülerin birbirlerine göre zaman ve uydu yörüngeleri arasındaki dik uzunlukları gösterilmektedir.

56 (35) (105) 756 (70) (140) 1056 (105) 295 (35) (280) 191 (245) -565 (175) -865 (140) (665) 292 (630) -464 (560) -764 (525) 101 (385) (770) 522 (735) -234 (665) -534 (630) 331 (490) 230 (105) (1015) 461 (980) 402 (910) 98 (875) 888 (735) 771 (350) 712 (245) (1050) 946 (1015) 187 (945) -120 (910) 685 (770) 566 (385) 495 (280) -210 (35) (1085) 555 (1050) -267 (980) -501 (945) 364 (805) 263 (420) 33 (315) -612 (70) -413 (35) (1120) 458 (1085) -288 (1015) -598 (980) 267 (840) 166 (455) -64 (350) -635 (105) -436 (70) -97 (35) ENVISAT ASAR Çizelge 4.1: KKH ya ait ENVISAT ASAR verilerinin elde edilme tarihleri ile oluşturulan matris. Metre biriminde uydu yörüngeleri arasındaki dik baz uzunlukları, gün olarak zaman farkları (parantez içinde).

57 43 Şekil 4.3: Görüntüler arasındaki zaman farkı ve uydu yörüngeleri arasındaki dik mesafe açısından birbirlerine göre konumları (referans olarak 17 Mart 2009 tarihinde elde edilen görüntü alınmıştır). Şekil 4.4, 207 numaralı iz ve 2853 çerçeve numaralı görüntülerin kapsadığı alanın Konya Kapalı Havzası na göre yerini göstermektedir. Şekilde görülen sayısal arazi modeli oluşturulacak interferogramlardaki topoğrafik etkileri gidermek için kullanılacak SRTM verisinden elde edilmiştir. Şekil 4.5, 4.6, 4.7, 4.8 ve 4.9 da sırasıyla; çalışma alanının koordinatları, kullanılacak uydu ve istenilen zaman aralığına göre çalışma alanına girecek iz ve çerçeve araştırmaları, dik baz uzunluğu durumunun incelenmesi, DESCW yazılımı ile görüntülerin kesin seçimi ve son olarak EOLISA yazılımı yardımıyla yapılan görüntü önizleme ve görüntü siparişine ilişkin ekran görüntüleri sunulmaktadır.

58 44 Şekil 4.4: Uygulamanın yapılacağı Envisat ASAR görüntüsünün (iz: 207 ve çerçeve: 2853) sayısal yükseklik modeli üzerindeki konumu. Şekil 4.5: Görüntü seçimi için çalışma alanı koordinatlarının belirlenmesi

59 45 Şekil 4.6: Kullanılacak uydu ve istenilen zaman aralığına göre çalışma alanına girecek iz ve çerçevelerin araştırılması Şekil 4.7:Dik baz uzunluğu durumunun incelenmesi

60 46 Şekil 4.8: DESCW de kesinleştirilen görüntülerin EOLISA programı yardımıyla özelliklerinin belirlenmesi Yüksek Lisans Semineri Fatma CANASLAN Şekil 4.9: Görüntü önizleme ve görüntü siparişi

61 InSAR Veri Đşleme Adımları InSAR uygulamalarında kullanılacak görüntüler işlenmiş (SLC-single look complex) olabileceği gibi işlenmemiş ham halde de temin edilebilir. Ham veri temin etmenin kullanıcıya faydası faz verilerine ilişkin daha fazla kontrol ve esneklik sağlamasıdır. Ham veriyi işlemek için gerekli süre bu yöntemin olumsuz yönüdür ancak günümüzde bilgi işlem teknolojilerindeki gelişmeler bu durumu sorun olmaktan çıkarmıştır. Đşlenmiş (SLC single look complex) görüntüler için interferogram oluşturma Şekil 4.10 da gösterilen işlem adımlarıyla gerçekleştirilir. Bu tez çalışmasında söz konusu işlem Delft Üniversitesi nde geliştirilen DORIS yazılımı kullanılarak uygulanmıştır. Đki görüntü arasında geometri veya başka nedenlerle meydana gelebilecek kayıklıkları gidermek için resimlerin birbirine göre hizalanması gerekmektedir. Doris, kompleks görüntülerin genlik değerlerini kullanarak kayma veya gerilme gibi hata miktarlarını hesaplamaktadır. Görüntüler birbirlerine göre hizalandıktan sonra referans görüntüdeki her bir karmaşık değerli pikselin faz bileşeni, diğer görüntüdeki eşlenik faz bileşeninden çıkartılır. Ortaya çıkan sonuç yine bir karmaşık görüntü olup interferogram adını alır. Interferogramın faz değerleri 2π nin katları biçimindedir. Đnterferogramdaki gürültü miktarını azaltıp ve benzeşimi (coherence) arttırabilmek için piksellerin boyutuna radarın gidiş ve bakış yönünde müdahale edilebilir. Buna çoklu bakış (multilook) tekniği adı verilir.

62 48 Şekil 4.10: InSAR veri işlem akış şeması Đnterferogram oluşturulmasını izleyen diğer aşama filtreleme aşamasıdır. Filtre olarak bu çalışmada için Goldstein ve Werner (1998) tarafından geliştirilmiş ağırlıklandırılmış güç spektrumu filtresi kullanılmıştır. Yeryuvarının geometrik referans yüzeyi elipsoit interferometrik faza etki etmektedir. Etki faz değerlerinden çıkarıldığında uygulanan işlem adımına interferometrik düzleştirme (flattening) denmektedir. Sonuç interferogramdaki örgeler yerel olduklarından pratik olarak göz önüne alınabilmeleri için çözümleme işlemi gerekmektedir. Çözümleme işleminde daha önce filitrelenmiş olan interferogram için seçilen filitre türü bu işleminin başarıyla tamamlanabilmesi için büyük önem taşımaktadır. Çözümleme işleminin de tamamlanmasıyla geriye kalan son işlem adımı sonuç ürünün yer koordinat sistemiyle ilişkilendirilmesidir. Tüm proses boyunca radar anteninin bakış yönünde olan interferogram bu işlem ile gerçek (örneğin coğrafi) koordinatlarla ilişkilendirilmiş olur.

63 Konya Kapalı Havzası nda Zemin Çökmelerini Gösteren Đnterferogramlar Konya Kapalı Havzası nda 11 radar görüntüsünden elde edilen 16 interferogram Şekil de verilmektedir. Đnterferogramlardaki her örge radarın bakış yönünde yarım dalga boyunu yani 2.83 cm lik bir yer değiştirmeyi göstermektedir. Đnterferogramların bazılarında benzeşim düşük olmasına rağmen genelde Konya kent merkezine yakın yerlerde ve dağlık alanlarda yüksek değerlere ulaşılabilmekte ve burarlarda sinyal örgeler veya düzenli renkler olarak görülmektedir. Şekil 4.11 da verilen a, b, c, d ve e interferogramlarında benzeşimin düşük olmasından kaynaklandığı düşünülen interferogramlar ortaya çıkmış ve deformasyonlar hakkında net bir sonuç vermemiştir. Görüntülerde herhangi bir belirgin yüzey değişiminin görülmemesinin, farklı bozucu etkenlerin bir arada olması nedeniyle gerçekleştiği varsayılmaktadır. Bu bozucu etkenlerden bölüm 3 te söz edildiği için bu bölümde ayrıntılı olarak yer verilmemiştir. Şekil 4.11: Net bir sonuç göstermeyen interferogramlar Şekil 4.12 de ise daha önce 3. bölümde de söz edildiği gibi atmosferik etkiden kaynaklanan interferogram sonuçları görülmektedir. Đlk interferogramda (a) çalışma

64 50 alanının neredeyse tamamının atmosferik etki altında kaldığı görülmekte, ikinci interferogramda (b) Karadağ ve civarında atmosferik etkiden kaynaklanan 1 adet örgenin olduğu açıkca anlaşılmakta ve son interferogramda da (c) yine ilk interferograma göre daha az da olsa görüntünün atmosferik etkiye maruz kaldığı görülmektedir. Şekil 4.12: Atmosferik etki sonucu oluşan interferogramlar Şekil 4.13 de gösterilen interferogramlar, topoğrafya ve yörüngesel etkiler içermektedir. Đnterferogramlar a ve b de yörüngesel etkinin büyük bir kısmının ortadan kaldırılmasıyla ortaya çıkan topoğrafik örgeleri göstermektedir. Karadağ ve civarında eşyükseklik eğrilerine benzer renk dalgaları ile de ifade edilebilen örgeler (a) ve (b) de görülmektedir. (b) de aynı zamanda sağ üst kısımlarda yörüngesel bir etkiye maruz kalmış, kapanmayan ve birbirini takip eden örgeler de dikkati çekmektedir. Aynı durum (c) de hemen hemen çalışma alanının tamamında mevcuttur. Şekil 4.13: Yörüngesel ve topoğrafik örgelerden oluşan interferogramlar Bu proje için en çok önem teşkil eden sonuçlar Şekil 4.14 de verilen interferogramlarda görülmektedir. Bu görüntü çiftleri yukarıda bahsedilen bozucu etkenlere en az maruz kalmış, Şekil 4.16 da da bir örneği gösterilen yüksek benzeşime

65 51 sahip interferogramlardan oluşan ve beklenilen örgeleri veren net sonuçları içermektedir. (a) 13/03/ /04/ 2008 (b) 13/ 03/ /07/ 2008 (c) 01/04/ /07/ 2008 (d) 01/04/ /05/ 2009 (e) 15/07/ /04/ 2009 Şekil 4.14: Uygun tarihli görüntü çiftlerinden elde edilen interferogramlar

66 52 Şekil 4.14 (a), 13 Mart 2007 tarihli birinci (master) görüntü ve 1 Nisan 2008 tarihli ikinci (slave) görüntünün çakıştırılmasıyla oluşan ve sonuç olarak radarın bakış yönünde 2 örgelik yani yaklaşık 57 mm lik çökmeyi gösteren bir interferogramı göstermektedir. Deformasyon Karadağ ın güney kesiminde ve yaklaşık bir yıllık bir süreçte meydana gelmiştir. Şekil 4.14 (b) ise yine birinci (master) görüntü olarak 13 Mart 2007 tarihinde elde edilen görüntü kullanılmış ancak bu sefer ikinci (slave) görüntü için 15 Temmuz 2008 tarihinde elde edilen görüntü tercih edilerek yeni bir interferogram oluşturulmuştur. Şekilden de görüleceği gibi ikinci interferogramda 3 örgelik (2.83x3) yani yaklaşık 85mm lik bir yer değiştirme gözlenmektedir. Bu iki görüntünün oluşturulma tarihleri arasındaki fark kıyaslandığında 1 Nisan 2008 ve 15 Temmuz 2008 tarihleri arasında geçen yaklaşık iki buçuk aylık zaman diliminde 1 örgelik yani 28 mm lik bir çökmenin gerçekleştiği açıkça görülmektedir. Oluşturulan bir diğer görüntü çifti ise 1 Nisan 2008 ve 15 Temmuz 2008 tarihlerinde elde edilen görüntülerin proses edilmesi sonucunda meydana gelen interferogramdır. Bu interferogram bir önceki görüntü çiftleri arasındaki bağlantıyı destekler niteliktedir ve şekilden de görüldüğü gibi (Şekil 4.14 (c)) 28 mm lik bir çökme burada da aynı şekilde tespit edilmiştir. Bir sonraki görüntü çifti ise Şekil 4.14 (d) de görülen, 1 Nisan 2008 ve 26 Mayıs 2009 tarihlerinde elde edilmiş görüntülerden oluşan bir interferogramı göstermektedir. Buradaki çökme miktarı yaklaşık 57 mm dir. Bu çökme 13 ayda gerçekleşmiş ve 1 Nisan Temmuz 2008 tarihleri arasında meydana gelen çökme ile kıyaslandığında 15 Temmuz 2008 ve 26 Mayıs 2009 tarihleri arasında geçen 10 aylık bir zaman diliminde yine 28 mm lik bir çökme gözlenmiştir. Son olarak Şekil 4.14 (e) de verilen, 7 Temmuz 2008 ve 21 Nisan 2009 tarihlerinde elde edilmiş görüntülerden oluşan interferogram incelendiğinde, burada meydana gelen çökmenin yaklaşık 100 mm ye (3-4 örge) ulaştığı görülmektedir. Burada oluşan düşey yönlü deformasyon her ne kadar 9-10 aylık bir zaman diliminde gerçekleşmiş görünse de aslında yüzeyde meydana gelen çökme genel olarak yılları arasında bir bütün olarak gerçekleşmiştir. Ancak 2006 ve 2009 yıllarında elde edilen görüntü çiftlerinden oluşan interferogramlar daha önce de bahsedilen bozucu etkenler dolayısıyla net sonuç vermemiş ve bu tarihler arasında gerçekleşen deformasyon bir bütün olarak diğer interferogramlar yorumlanarak ortaya çıkarılmıştır.

67 53 Şekil 4.14 de gösterilen interferogramlara ait, interferometrik bilgiler ve deformasyon miktarları Çizelge 4.2 de verilmektedir. Birinci (Master) Görüntü Tarihi Đkinci (Slave) Görüntü Tarihi Dik baz Uzunlukları (m) Zaman Farkı (Gün) Örge Sayısı (1 Örge=2,83cm) Deformasyon Miktarı (mm) 13/03/ /04/ ~57 13/03/ /07/ ~85 01/04/ /07/ ~28 01/04/ /05/ ~57 15/07/ /04/ ~100 Çizelge 4.2: Đnterferogramlara ait interferometrik özellikler ve deformasyon miktarları Şekil 4.15 ise son interferograma ait (7 Temmuz Nisan 2009) faz ve genlik bileşenlerinin bir arada gösterimini sunmaktadır. Şekil 4.15: 15/07/ /04/ 2009 çiftinden oluşturulan filitrelenmiş diferansiyel interferogramın faz ve genlik bileşenlerinin bir arada gösterimi

68 54 Şekil 4.16 yine son interferograma ait benzeşim haritasını göstermektedir. Şekilden de anlaşılacağı gibi açık renkli yerler yüksek benzeşime sahiptir ve Şekil 4.15 ile karşılaştırıldığında örgelerin, benzeşim haritasındaki açık gri renkli yerlerde oluştuğu görülmektedir. Şekil 4.16: 15/07/ /04/ 2009 çiftinden oluşturulan benzeşim (koherans) haritası