Hvordan kan InSAR brukes til å finne områder hvor NDH har behov for oppdatering

Abstract

Nasjonal detaljert høydemodell er et kartleggingsprosjekt som nærmer seg sluttfasen av en 5 år lang innsamlingsperiode. Prosjektet har benyttet flybåren laserskanning til å samle inn svært detaljerte høydeverdier over nesten hele landet. Prosjektet har vært både tidkrevende og kostbart med en prislapp på 420 millioner kr. Det er derfor viktig for Kartverket at datasettet er oppdatert og at fremtidig vedlikehold skjer på de stedene hvor det trengs mest. Å holde oversikten over dette er ingen lett oppgave.

I oktober 2018 slapp NGU i samarbeid med NVE og Norsk Romsenter «InSAR Norge», en landsdekkende karttjeneste som benytter satellittbåren radar til å måle bevegelser i landskapet. I 4 måneder hvert år samler to satellitter inn data fra hele landet som prosesseres og legges til karttjenesten. I denne oppgaven blir det undersøkt om InSAR kan brukes til å finne områder hvor den nasjonale høydemodellen har deformasjoner og dermed behov for vedlikehold.

For å kunne avgjøre om InSAR kan brukes til dette formålet, måtte nøyaktigheten til datasettet først verifiseres. Siden InSAR viser høydeforandring over tid, ble det nødvendig å utarbeide ut en metode for å oppdrive sammenlignbare data over den samme tidsperioden. Ved å velge ut et sett med kontrollflater i Trondheim og Fredrikstad og bruke høydedifferanser mellom stabile og ustabile områder fra tilgjengelige laserdata sammen med målinger fra feltarbeid, var det mulig å finne en høydeutvikling. Denne utviklingen kunne sammenlignes direkte med hva InSAR viste for den samme kontrollflaten. Deretter ble hele datasettet fra InSAR Norge studert for å se om det kunne brukes som et verktøy for å finne områder hvor NDH har behov for oppdatering. Dette ble gjort ved å destillere datasettet ned til de punktene som kun viste stor høydeendring og som var klynget sammen.

Resultatet fra disse undersøkelsene viser at høydeutviklingen i InSAR datasettet viser en tydelig korrelasjon med verdiene som ble funnet ved å se på høydeendringer fra tilgjengelige laserdata og feltmålinger. Filtreringen av datasettet gir også gode resultater ved å fremheve de områdene som har mange punkter over et større område som viste tegn til deformasjon. I tillegg er det lett å visualisere hvor mye et område vil synke over et gitt antall år, noe som kan være et effektivt verktøy for å finne områder hvor NDH vil bli utdatert på sikt.

The national detailed elevation model (NDH) is a surveying project that approaches the final phase of a 5-year data collection period. The project is using airborne laser scanning to collect very detailed altitude values covering almost the entire country. The project has been both time consuming and costly with a price tag of 420 million kr. It is therefore important for the national mapping authority (Kartverket) that the elevation data is updated, and that future maintenance takes place where it is needed the most. Keeping track of this is no easy task. In October 2018, Geological survey of Norway (NGU) collaborated with The Norwegian Water Resources and Energy Directorate (NVE) and the Norwegian Space Agency, released "InSAR Norge", a nationwide map service that uses satellite-borne radar to measure movements in the landscape. For 4 months each year, two satellites collect data from all over the country that are processed and added to the map service. In this task, it is examined whether InSAR can be used to find areas where the national height model has deformations and thus the need for maintenance. In order to determine whether InSAR could be used for this purpose, the accuracy of the data set had to be verified first. Since InSAR shows elevation change over time, it became necessary to hatch a method to obtain comparable data over the same time period. By selecting a set of control surfaces in Trondheim and Fredrikstad and using height differences between stable and unstable areas from available laser data together with measurements from field work, it was possible to find a height development. This development could be compared directly with what InSAR showed for the same control surface. Then, the entire dataset from InSAR Norway was studied to see if it could be used as a tool to find areas where NDH is outdated. This was done by distilling the data set down to the points that only showed great height change, and which were clustered together. The results of these studies showed that the height development in the InSAR dataset shows a clear correlation with the values found by looking at altitude changes from available laser data and field measurements. The filtering of the data set also give good results by highlighting the areas that have many points over a larger area that shows signs of deformation. In addition, it is easy to visualize how much an area would sink over a given number of years which could be an effective tool for finding areas where NDH would be outdated in the long term.