Abstract
The main objective of the research is a feasibility study on the intertidal zone using a X-band radar satellite, TerraSAR-X. The TerraSAR-X data have been acquired in the west coast of Korea where large tidal flats, Ganghwa and Yeongjong tidal flats, are developed. Investigations include: 1) waterline and backscattering characteristics of the high resolution X-band images in tidal flats; 2) polarimetric signature of halophytes (or salt marsh plants), specifically Suaeda japonica; and 3) phase and coherence of interferometric pairs. Waterlines from TerraSAR-X data satisfy the requirement of horizontal accuracy of 60 m that corresponds to 20 cm in average height difference while current other spaceborne SAR systems could not meet the requirement. HH-polarization was the best for extraction of waterline, and its geometric position is reliable due to the short wavelength and accurate orbit control of the TerraSAR-X. A halophyte or salt marsh plant, Suaeda japonica, is an indicator of local sea level change. From X-band ground radar measurements, a dual polarization of VV/VH-pol. is anticipated to be the best for detection of the plant with about 9 dB difference at 35 degree incidence angle. However, TerraSAR-X HH/TV dual polarization was turned to be more effective for salt marsh monitoring. The HH-HV value was the maximum of about 7.9 dB at 31.6 degree incidence angle, which is fairly consistent with the results of X-band ground radar measurement. The boundary of salt marsh is effectively traceable specifically by TerraSAR-X cross-polarization data. While interferometric phase is not coherent within normal tidal flat, areas of salt marsh where the landization is preceded show coherent interferometric phases regardless of seasons or tide conditions. Although TerraSAR-X interferometry may not be effective to directly measure height or changes in tidal flat surface, TanDEM-X or other future X-band SAR tandem missions within one-day interval would be useful for mapping tidal flat topography.
TerraSAR-X자료를 이용하여 고해상 X-밴드 SAR시스템을 이용한 조간대 갯벌 관측에의 적용 가능성을 시험하였다. 연구대상지 역은 강화도 남단과 영종도를 잇는 조간대이며, 단일편파자료와 이중편파자료를 이용하였다. 연구내용은 다음과 같은 세 가지로 분류된다. 첫째, X-밴드 영상에서의 연안의 레이더 반사도 특성 연구 및 waterline 추출 정밀도를 평가하였다. 연안지역의 waterline은 HH 편광자료의 레이더 반사도 특성을 통하여 추출하였을 때 가장 신뢰도가 높았으며, TerraSAR-X 시스템의 짧은 파장과 높은 궤도정밀도로 인하여 정밀한 지리좌표로의 변환이 가능하였다. 연구지역의 조간대 지형 경사도는 평균적으로 수평방향으로 60 m당 20 cm의 고도변화를 가지므로, TerraSAR-X HH 편광자료를 이용한 waterline 추출은 정밀한 조간대 DEM 추출로 응용될 수 있다. 둘째, 이중편파자료의 편파특성을 이용한 조간대 영생식물의 산란특성을 관측하였다. 조간대 수륙경계부에서 잘 관측되는 칠면초와 같은 염생식물은 해수면변화에 따른 조간대의 육지화 모니터링에 좋은 표적이 된다. TerraSAR-X 이중편파자료의 산란특성을 이용한 염생식물 관측결과는 2007년에 현장에서 취득된 실측자료와 비교하여 3 dB 이내의 정밀도로 일치하였다. 셋째, 단일편파자료의 레이더 간섭기법을 이용한 조간대 DEM작성을 시도하였다. 조간대 내에서 육지화가 진행된 지역은 표면에 염생식물이 발달하였음에도 불구하고 높은 간섭긴밀도를 나타내었다. 레이더 간섭기법을 통한 DEM의 제작은 일반적인 조간대에서는 적용이 제한적이며, TanDEM-X의 적용이 필요하다.
