Anwendung der SAR-Interferometrie (D-InSAR) zur Erkundung von Geländeabsenkungen im Stadtgebiet von Bangkok (Thailand)

Land / Region: Thailand

Projektanfang: 01.01.1996

Projektende: 31.12.2004

Projektstand: 31.12.2003

Infolge Landabsenkung vom Gebäude abreißende Abwasserleitung Quelle: BGR

Das Stadtgebiet von Bangkok ist seit Jahrzehnten von gravierenden Absenkungen der Geländeoberfläche betroffen. Ursache sind schrumpfende Tone als Folge extensiven Abpumpens von Grundwasser aus den Aquiferen unter Bangkok. An einigen Stellen des Stadtgebietes wurden Senkungen von bis zu 2 m gemessen. Die Geländeabsenkungen führen zu Schäden an Gebäuden, Verkehrswegen, anderen Bestandteilen der Infrastruktur und begünstigen Überschwemmungen (Link: Fernerkundung/aktuelle Projekte/Thailand).

Absenkung auf schrumpfenden Tonen gegründeter Bürgersteige Quelle: BGR

Im Rahmen des TZ-Projektes mit Thailand „Environmental Geology for Regional Planning“ [Projektbeschreibung (Link: app/projektspiegel/info.cfm?ID=640] fachlicher Beitrag Fernerkundung (Link: Fernerkundung/aktuelle Projekte/Thailand)) wurde „Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar“ (D-InSAR) zur Erkennung der Absenkungsbereiche eingesetzt. Neben der Ausbildung der Counterparts in neuesten Verfahren der Fernerkundung war das Verfahren hinsichtlich seiner Eignung zur Verbesserung des „Land Subsidence Monitorings“ in Bangkok zu evaluieren. Dazu wurden in Zusammenarbeit mit der GAF München Daten der europäischen Radarsatelliten ERS-1/2 interferometrisch prozessiert und ausgewertet. Aus den davon abgeleiteten differentiellen Interferogrammen wurden Karten erstellt, welche die flächenhafte Ausdehnung der Senkungsgebiete im Stadtgebiet von Bangkok vergleichsweise genau abbilden.

Im Folgenden werden die wesentlichen Arbeitsschritte dieses Vorhabens anhand ausgewählter Bilder demonstriert. Die für das Vorhaben bearbeiteten ERS-1/2 SLC Datensätze sind in der Tabelle aufgelistet.

Satellitenbild von Zentralthailand mit Bangkok in der Bildmitte Quelle: Landsat 7

Links: Großraum Bangkok, rechts: Coherence Image für die Berechnung des differentiellen Interferogramms Quelle: BGR

Am 21. und 22. Dezember 1999 aufgenommenes Interferogramm (links) und am 20. Februar und am 23. Oktober 1996 aufgenommenes differentielles Interferogramm (rechts) Quelle: BGR

Aus dem differentiellen Interferogramm (rechts), welches aus dem am 20. Februar und am 23. Oktober 1996 aufgenommenem ERS-1/2 Datenpaar berechnet wurde, konnte ein Phasenzyklus ermittelt werden. Dies entspricht einer maximalen Senkungsrate von etwa 3 cm über den Beobachtungszeitraum von 8 Monaten.

Eine interessante Information enthält das Interferogramm für den topographischen Phasenanteil (links). Die blauen Flächen stehen für die tiefsten Geländebereiche, die zum Teil unter N.N. liegen. So korreliert die keilförmige blaue Fläche in der rechten unteren Hälfte des Bildes mit einem Gebiet, welches nach einer veröffentlichten Prognose 2100 vom Meer eingenommen worden sein soll, falls das Senkungsgeschehen nicht gestoppt werden kann (Jarupongsakul, T., DMR Bangkok, 2000).

Senkungskarten Quelle: BGR

Bei der links abgebildeten Karte handelt es sich um eine Senkungskarte, die nach herkömmlichen terrestrischen Senkungsmessungen an einzelnen Beobachtungspunkten hergestellt wurde (Daten von 1996). Der Senkungskarte nach D-InSAR liegt das differentielle Interferogramm für die ERS-1/2 Datensätze vom 20. Februar 1996 und 23. Oktober 1996 zugrunde. Beide Karten zeigen maximale Senkungsbeträge von 3 bis 6 cm (InSAR Beobachtungszeitraum 8 Monate). Bei der D-InSAR Karte ist die detaillierte flächenhafte Darstellung von Senkungsindikationen offensichtlich. Dies ist ein Vorteil, welchen die flächenhafte Sicht der Fernerkundungssensoren auf das Gelände ermöglicht.

Für den einzelnen Beobachtungspunkt liefert die nach terrestrischen Beobachtungen erstellte Karte sicher die genaueren Informationen. Auf Grund der vergleichsweise geringen Anzahl von Beobachtungspunkten ist diese Karte in ihrer flächenhaften Aussage allerdings ungenau.

Weitere Informationen zur digitalen Geländemodellierung finden Sie im Themenbereich Fernerkundung.