Lokale und großflächige InSAR-Messung von Bodenoberflächenverformungen

Die InSAR-Technologie, oder Interferometrische Synthetic Aperture Radar, ist eine fortschrittliche Fernerkundungsmethode zur Messung von Bodenoberflächenverformungen. Diese Dissertation untersucht die Anwendung von InSAR-Zeitreihenansätzen zur Analyse von Oberflächenverformungen auf lokaler und regionaler Ebene. Die Verfügbarkeit von SAR-Daten hat sich durch die Einführung der Sentinel-1-Mission im Jahr 2014 erheblich verbessert. Diese Mission ermöglicht eine regelmäßige und langfristige Datenerfassung, die für die Deformationskartierung von entscheidender Bedeutung ist. Die Arbeit zielt darauf ab, die Herausforderungen der großflächigen InSAR-Verarbeitung zu adressieren und einen Workflow zu entwickeln, der die Analyse von Oberflächenverformungen optimiert. Die Relevanz dieser Forschung liegt in der Fähigkeit, sowohl natürliche als auch anthropogene Verformungen zu quantifizieren und deren Ursachen zu identifizieren.

Die Methodik dieser Dissertation basiert auf der Anwendung von InSAR-Zeitreihenansätzen, um detaillierte Karten der zeitvariablen Oberflächenverformungsfelder zu erstellen. Die Analyse umfasst drei Fallstudien, die verschiedene geographische Regionen und Verformungsursachen untersuchen. In der ersten Fallstudie wird eine Verschiebung von bis zu 1 cm/Jahr in Taihape, Neuseeland, beobachtet, die auf Hangbewegungen eines Erdrutsches zurückzuführen ist. Die zweite Fallstudie analysiert die Landabsenkung in Teheran, Iran, wo eine Absenkung von über 25 cm/Jahr festgestellt wird. Die dritte Fallstudie befasst sich mit der Verformung eines Erdgasreservoirs in Berlin. Diese Methodik ermöglicht es, die Verformungen sowohl zeitlich als auch räumlich zu erfassen und zu analysieren.

Die Ergebnisse der Dissertation zeigen signifikante Oberflächenverformungen in den untersuchten Regionen. In der ersten Fallstudie wurde eine Verschiebung in Taihape festgestellt, die durch saisonale Niederschläge und Grundwasserveränderungen beeinflusst wird. In Teheran wurde ein langfristiger Trend der Landabsenkung identifiziert, der mit dem Rückgang des Grundwasserspiegels korreliert. In Berlin wurden sowohl langfristige als auch saisonale Verformungen beobachtet, die mit der Gasinjektion und -extraktion zusammenhängen. Diese Ergebnisse verdeutlichen die praktischen Anwendungen der InSAR-Technologie in der Überwachung von Bodenverformungen und deren Ursachen.

Die Dissertation hebt die Bedeutung der InSAR-Technologie für die Überwachung von Bodenoberflächenverformungen hervor. Die entwickelten Methoden und Ergebnisse bieten wertvolle Einblicke in die Dynamik von Verformungen und deren Ursachen. Die Fähigkeit, sowohl natürliche als auch anthropogene Verformungen zu quantifizieren, hat weitreichende Implikationen für das Risikomanagement und die Stadtplanung. Die Forschung zeigt, dass die InSAR-Technologie nicht nur für wissenschaftliche Zwecke, sondern auch für praktische Anwendungen in der Ingenieurwissenschaft und Umweltüberwachung von großer Bedeutung ist.