Glacier flow and slope instabilities in Alpine mountain areas represent a hazard issue. Sentinel-1 satellites provide regular Synthetic Aperture Radar (SAR) acquisitions that are potentially useful to monitor these areas, but they can be affected by temporal decorrelation due to rapid changes in the surface. The application of interferometric synthetic aperture radar (InSAR) therefore seems difficult due to loss of coherence. On the other hand, Corner Reflectors (CR) can be used as coherent targets in SAR images for accurate displacement measurement thanks to their strong backscattering property and temporal stability. The use of CRs in multi-temporal InSAR analysis in Alpine mountain areas can thus be beneficial. In this study, we present a comparison between triangular and rectangular CRs, based on Radar Cross Section (RCS) measurements in an anechoic chamber and on long-term experiments over the Argentière glacier and the surrounding slopes and moraine. The visibility in both summer and winter of 10 CRs installed on the test site was investigated. As this area is exposed to heavy precipitation including snow falls, two perforated CRs were tested. The amplitude stability and the phase error of each CR were estimated. A precise tracking of two CRs installed at the glacier surface was also able to measure the displacement of the Argentière glacier, giving results close to previous GPS measurements. Furthermore, a Persistent Scatterer Interferometry (PSI) study was conducted, using the most stable CR as reference point to estimate slope instabilities, which led to the identification of an area corresponding to a tectonic fault called “Faille de l’angle”. The precise absolute locations of the CRs were successfully estimated and PS heights were compared with a LiDAR-based (Light Detection And Ranging) digital elevation model (DEM) and GPS measurements.
In this paper, a data-adaptive method, namely Principal Modes (PM) method, based on the spatially averaged temporal covariance of a time series of InSAR displacement measurement obtained from consecutive SAR acquisitions is proposed to retrieve the displacement signal for decorrelating targets. On wrapped interferogram time series, the PM method can highlight and restore coherent fringe patterns where they are more or less significantly hindered by decorrelation noise, while on unwrapped interferogram time series, the PM method provides a satisfactory separation of the displacement signal from the spatially correlated perturbations. A two stage application of the PM method to both wrapped and unwrapped interferogram time series can significantly improve the retrieval of the displacement signal. Synthetic simulations are first performed to investigate the impact of the choice of the appropriate number of modes to retain in the EOF decomposition and of the time series size on the performance of the PM method, as well as to highlight the efficiency of the PM method. Then, the PM method is applied to time series of wrapped and unwrapped Sentinel 1 A/B interferograms over the Gorner glacier between October 2016 and April 2017. The main characteristics of the PM method, such as realistic assumptions, ease of implementation and high efficiency, are highlighted.
Cet article présente un ensemble de résultats obtenus par télédétection radar satellitaire sur le site test Chamonix MontBlanc. L'objectif est d'illustrer le potentiel et les limitations de l'imagerie SAR (Synthetic Aperture Radar) pour l'observationdes glaciers de montagne en zone tempérée. Après avoir rappelé certaines spécificités de ces glaciers qui conditionnentl'exploitation des données SAR, trois types de mesures sont étudiés : i/ le calcul de champs de déformation par interférométriedifférentielle (D-InSAR) avec des données ERS Tandem dont les couples à un jour permettaient de mettre enoeuvre cette technique en dehors de la période estivale ; ii/ le calcul de champs de déformation bidimensionnel par corrélationd'amplitude avec des données haute résolution TerraSAR-X (TSX) et la reconstruction du déplacement tridimensionnelà partir de couples acquis sur des orbites ascendantes et descendantes ; iii/ le calcul de la topographie à partir de couplesTanDEM-X (TDX) en évaluant les incertitudes liées à la pénétration radar dans la neige et la glace. Enfin, nous illustronsles premiers résultats obtenus avec les données des satellites Sentinel-1 A/B, de plus faible résolution spatiale mais dontla répétitivité à 6 jours et la gratuité ouvrent de nouvelles perspectives. Ces travaux montrent à la fois le fort potentielde l'imagerie SAR pour observer la dynamique et les variations de volume des glaciers tout en soulignant les facteursfavorables ou limitant pour une exploitation régulière des données issues des satellites radar lancés depuis les années 90.
Cet article présente un ensemble de résultats obtenus par télédétection radar satellitaire sur le site test Chamonix-Mont Blanc. L'objectif est d'illustrer le potentiel et les limitations de l'imagerie SAR (Synthetic Aperture Radar) pour l'observation des glaciers de montagne en zone tempérée. Après avoir rappelé certaines spécificités de ces glaciers qui conditionnent l'exploitation des données SAR, trois types de mesures sont étudiés : i/ le calcul de champs de déformation par interférométrie différentielle (D-InSAR) avec des données ERS Tandem dont les couples à un jour permettaient de mettre en œuvre cette technique en dehors de la période estivale ; ii/ le calcul de champs de déformation bidimensionnels par corrélation d'amplitude avec des données haute résolution TerraSAR-X (TSX) et la reconstruction du déplacement tridimensionnel à partir de couples acquis sur des orbites ascendantes et descendantes ; iii/ le calcul de la topographie à partir de couples TanDEM-X (TDX) en évaluant les incertitudes liées à la pénétration radar dans la neige et la glace. Enfin, nous illustrons les premiers résultats obtenus avec les données des satellites Sentinel-1 A/B, de plus faible résolution spatiale mais dont la répétitivité à 6 jours et la gratuité ouvrent de nouvelles perspectives. Ces travaux montrent à la fois le fort potentiel de l'imagerie SAR pour observer la dynamique et les variations de volume des glaciers tout en soulignant les facteurs favorables ou limitant pour une exploitation régulière des données issues des satellites radar lancés depuis les années 90.
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