İstanbul Çevresinde Yer Hareketinin Uydu Radar İnterferometrisi İle Ölçülmesi

Abstract

Bu çalışmada, kentsel bir ortamda oluşan yüzey haraketi uydu radar interferometrisi ile analiz edilmiştir. Analizlerde, ERS uydularından 1992 ve 2002 yılları arasında elde edilen radar görüntüleri kullanılmıştır. Ham SAR verileri, standard iki-geçişli interferometri presibine dayanan PRIME/DIAPASON yazılımıyla işlenmiştir. Radar görüntü çiftleri, Feigl and Thurber tarafından 2007’de geliştirilen “Faz Tekniği İçin Genel Dönüşüm” (“General Inversion for Phase Technique” (GIPhT)) yaklaşımı kullanılarak modellenmiştir. İnterferogramlardaki (iki radar görüntüsünün faz farkından oluşan görüntü) veri yoğunluğu, 2000’lerin başından beri geliştirilen yöntemlerle azaltılmıştır. ERS uyduları tarafından 1992 ve 1999 yılları arasında elde edilen 14 SAR görüntüsü ve bu görüntü çiftlerinden oluşan 24 interferogram, Avcılar çevresinde negatif yönde yerdeğiştirme göstermiştir. Yerdeğiştirmelerin, salt dikey doğrultuda sabit bir hızda oluştuğu yorumu yapılmıştır. Maksimum yerdeğiştirme hızı, 40.98° enlemi 28.71° boylamında -7 mm/yıl olarak belirlenmiştir. Yerdeğiştirmelerin modellenmesinde, 4-parametrelik elastik basit bir Mogi modeli kullanılmıştır. Deformasyon sinyali, 2300 ± 1300 m derinde yılda 78 ± 34 bin m3 ile sönen üç ayrı küresel Mogi kaynağı ile birinci dereceden tanımlanmıştır. Bu model ayrıca; radar görüntülerindeki troposferik faz etkisini de göz önüne almıştır. Yerdeğiştirmelerin uzaysal dağılımı, hareketin büyük bir kısmının eğimli topraklarda olduğunu göstermektedir. Yamaçlarda sabit hızda “çökme” şeklinde ortaya çıkan bu toprak haraketlerinin, yağışlı mevsimde süreksiz bir şekilde oluşan toprak kaymalarının bir devamı olduğu, bu bölgelerde toprağın bütün sene boyunca kaymaya ve oturmaya devam ettiği sonucuna varılmaktadır.

In this study, ground motion in an urban environment is analyzed using satellite radarinterferometry (INSAR). In the analysis, radar images acquired by the ERS-1 and ERS- 2 satellites between 1992 and 2002 are used. Raw SAR data is processed using the PRISME/DIAPASON. Radar image pairs are modeled by “The General Inversion for Phase Technique” (GIPhT) developed by Feigl and Thurber in 2007. Interferograms are reduced to a reliable subset of phase observations using the techniques since 2000. Analysis of 14 synthetic aperture radar images acquired by the ERS-1 and ERS-2 satellites between 1992 and 1999 by interferometry reveals downward vertical displacement around the Avcilar area of Istanbul. The maximum displacement rate of -7 mm/yr occurs at a point located at latitude 40.98ºN and longitude 28.71ºE. A simple 4- parameter elastic Mogi model is used for modeling. Three spherical sinks at a depth of 2300 ± 1300 m deflating at 78 ± 34 thousand cubic meters per year describes the subsidence signal to first order. The model also accounts for tropospheric effects by estimating one vertical phase gradient for each image acquisition epoch. The fit between the model and the data is significantly better with 95% confidence for 18 free parameters. The spatial distribution of the negative displacement rates suggests that most of the ground motion occurs on the slopes (of Harami stream valley). It seems likely that the ground motion around Avcılar interpreted as purely vertical and appearing as subsidence is related to the landslides. Accordingly, steady downward ground motion suggests that the material once displaced on the slopes after a series of landslides during the wet season have been gradually sliding and settling down. The slopes with high displacement rates might be susceptible soil liquefaction during an earthquake as well.