Analyse flächenhafter Senkungserscheinungen in sedimentären Gebieten mit den neuen Techniken der Radarfernerkundung

Abstract

Die vorliegende Arbeit versucht das am DLR zu Forschungszwecken entwickelte Permanent Scatterer Verfahren zum ersten Mal in einem eher ländlichen Gebiet anzuwenden. Im Arbeitsgebiet in der südlichen Niederrheinischen Bucht kam es in Folge von Sümpfungsmaßnahmen zu Absenkungen der Erdoberfläche. Gegenstand der Untersuchungen dieser Arbeit waren zum einen die Anwendung der neuen Permanent Scatterer Technik im Untersuchungsgebiet und deren Verifizierung und Validierung, um zu neuen objektiven Informationsquellen hinsichtlich der Bewegungsbeobachtung zu gelangen. Zum anderen wurde versucht, zu einer verbesserten Wahrnehmung von Bodenbewegungsphänomenen mit den gewonnenen fernerkundlichen Daten beizutragen, um als Interpretationshilfe der Bewegungsmechanismen dienen zu können.<br /> Die geschätzten linearen Absenkungsraten an den PS wurden mit den aus den Nivellementmessungen des Landesvermessungsamtes NRW (LVermA NRW) ermittelten Deformationsdaten verglichen. Der Vergleich von Nivellement- und PS-Messungen an Punkten, Profillinien und in der Fläche erbrachte, dass die relative Schätzung der Bewegungsraten an den PS eine gute Übereinstimmung mit dem Datensatz aus den Nivellements ergibt. Die Genauigkeit beider Verfahren (Nivellement und Permanent Scatterer) und die zeitliche Auflösung der Daten führen zu einer Bewertung des PS Verfahrens. Die Schlussfolgerung aus dieser Bewertung ist, dass das PS System erfolgreich zur großräumigen Beobachtung von Absenkungserscheinungen auch in eher ländlichen Gebieten geeignet ist.<br /> Die vorliegende Untersuchung zeigt eine Möglichkeit der erweiterten Wahrnehmung mittels Fernerkundung von Bewegungen an der Erdoberfläche auf. Diese Arbeit kann damit weitere Modelluntersuchungen unterstützen und helfen die komplexen Bewegungsabläufe in den Senkungsgebieten der Niederrheinischen Bucht zu entschlüsseln. Das Ziel der Arbeit, den Zugewinn objektiver Informationen hinsichtlich Bodenbewegungsbeobachtungen und das Schaffen von geeigneten Randbedingungen im Bezug auf die Diskussion und Interpretation der Bewegungsmechanismen, wurde damit erreicht.

<strong>Investigation of extensive subsidence in a sedimentary region by means of new techniques of the radarinterferometry – in the region of the Lower Rhine Embayment</strong><br /> The present work applies the research system of the Permanent Scatterer method developed by the German Aerospace Center to a rural area for the first time. Withdrawal procedures have led to subsidence at the earth surface in the area under investigation, the brown coal area in the Lower Rhine Embayment. The objective of this thesis is to apply the Permanent Scatterer technique to the test site and to verify and validate the measuring. Furthermore, there was the effort to come to interpretation approaches of the deformation mechanism by means of the radar interferometry.<br /> The results of the PS analysis, the estimated deformation rates at the point targets (the Permanent Scatterers), were compared with levelling data of the land surveying office. The comparison and the accuracy of the data sets (levelling and Permanent Scatterer) and the resolution in time with the ground truth data and the remote sensing data led to an evaluation of the new Permanent Scatterer technique. The PS system is an outstanding tool to observe deformation within large areas even in rural regions. <br /> The present work shows a possibility of an improved cognition of deformations on the earth surface by means of remote sensing. These studies can encourage further model analysis and help to map the complex deformation sequences in the subsidence area of the Lower Rhine Embayment. Therewith, the aim of this thesis, the gain of objective information concerning ground deformation observations and the creation of adequate boundary conditions regarding the discussion and the interpretation of the deformation mechanisms, was successfully achieved.