処理プロセス

生データからミリメートル変形製品への変換プロセス

専門的なInSAR処理の中核技術を、国際標準と産業アルゴリズムの観点から解説。

データ取得・前処理:干渉計測の物理的基盤

衛星データ選択戦略
  1. バンド適合

    Cバンド(Sentinel-1)は短期変動監視に適応。
    Lバンド(ALOS-2)は植生透過性優位、Xバンド(TerraSAR-X)は0.25m解像度。

  2. 時空間ベースライン最適化

    Dijkstraアルゴリズムで最適干渉対を選定(Cバンド垂直ベースライン<300m)。

  3. 国際データソース接続

    ESAコペルニクス:Sentinel-1 SLCデータ自動取得
    ASF DAAC:ALOS/PALSAR-2データ統合
    商用衛星API:ICEYE/Capella Spaceからオンデマンド取得


精密軌道補正
  1. 精密軌道ファイル(POE)適用

    ESA提供の精密軌道データ(誤差<5cm)で衛星位置誤差を除去。

  2. ベースライン精密化

    特異値分解(SVD)で相対軌道パラメータを計算(誤差1%以内)。

  3. ドップラー補正

    スライディングスポットライトモードのスペクトル偏移を補償。


放射較正・ノイズ抑制
  1. 絶対放射較正

    コーナーリフレクターまたはアマゾン熱帯雨林を用いたσ0後方散乱係数変換。

  2. マルチルック処理

    4:1(距離・方位)処理でSNR向上。

  3. 適応フィルタリング

    Goldstein-Wernerフィルタ(最適ウィンドウ32×32画素)。

干渉処理中核段階:位相情報の精密解読

干渉図生成・平地位相除去
  1. 複素データ位置合わせ

    相互相関法によるサブピクセル精度(0.001ピクセル)。

  2. 理論位相計算

    衛星軌道パラメータとDEM(SRTM 30m等)を使用。

  3. 残留軌道誤差除去

    軌道多項式モデルで長波長位相勾配を除去(残差<1rad)。


位相アンラッピング
  1. 最小コストフロー法

    コヒーレンス>0.3領域で三角網を構築(誤差伝播率<5%)。

  2. マルチスケール戦略

    低解像度:トレンド面構築
    高解像度:ブランチカット法
    AI強化:U-Netモデルで効率3倍向上

  3. 大気遅延補正

    MERRA-2気象データによる大気位相スクリーン(APS)生成。
    時空間フィルタリング(カットオフ波長20km)。
    GNSS連携:CORS局データで電離層擾乱補償(精度±1.5mm)。

変形モデリング・製品生成

時系列変動逆解析

1. SBASアルゴリズム:冗長干渉網構築(平均15干渉/画素)、特異値分解(SVD)で時系列変動を算出。
2. PS-InSAR:PS点選別(振幅偏差指数<0.25)、位相差2階差分モデルでDEM誤差分離。


地理座標変換・精度検証

WGS84楕円体面/UTM座標系へ変換後、地上検証を実施:

1. GNSSデータ比較:IGS観測点で検証(R²>0.95)
2. 水準測量:重要区域で実施(平均誤差±2.3mm)
3. 不確実性定量化:モンテカルロシミュレーションで誤差楕円生成。


エンジニアリング製品出力

1. 標準フォーマット:

-- GeoTIFF:変動速度場(mm/年)
-- CSV:時系列変位データ(UTCミリ秒単位)
-- KMZ:Google Earth可視化レイヤー

2. API連携サービス(開発中):

-- RESTful APIによる閾値警報
-- Python/Matlab SDKによるアルゴリズム呼び出し


InSAR処理の産業化革新が地表監視の限界を再定義。ミリメートル精度・完全なデータトレーサビリティを競争力の核として、信頼性の高い変動監視サービスをグローバルに提供。
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