Atmospheric correction for interferometric synthetic aperture radar technique
ઇન્ટરફેરોમેટ્રિક સિન્થેટિક એપર્ચર રડાર (આઈ. એન. એસ. એ. આર.) તકનીક માટે વાતાવરણીય સુધારણા એ ભેજ, તાપમાન અને દબાણ જેવા હવામાન ચલની અસરને કારણે ઇન્ટરફેરોગ્રામમાંથી કલાકૃતિઓના વિસ્થાપનને દૂર કરવા માટેની વિવિધ પદ્ધતિઓનો સમૂહ છે. ભૂકંપ જેવી ભૂભૌતિક ઘટના પહેલા અને પછી બે કૃત્રિમ-છિદ્ર રડાર છબીઓ પર પ્રક્રિયા કરીને ઇન્ટરફેરોગ્રામ ઉત્પન્ન થાય છે. વાતાવરણીય વિવિધતાઓ માટે સુધારા એ સપાટીના વિસ્થાપનને માપવા માટે ઘણા અભ્યાસ ક્ષેત્રોમાં INSAR ડેટા પ્રોસેસિંગનો એક મહત્વપૂર્ણ તબક્કો છે કારણ કે 20 ટકાના સાપેક્ષ ભેજનું તફાવત રડાર સિગ્નલમાં વિવિધ વિલંબને કારણે 10-14 cm INSARની અચોક્કસતાઓનું કારણ બની શકે છે. એકંદરે, વાતાવરણીય સુધારણા પદ્ધતિઓને બે વર્ગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છેઃ a) વાતાવરણીય તબક્કા સ્ક્રીન (APS) આંકડાકીય ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરવો અને b) GPS માપન, બહુ-વર્ણપટ અવલોકનો, સ્થાનિક હવામાનશાસ્ત્રીય નમૂનાઓ અને વૈશ્વિક વાતાવરણીય નમૂનાઓ જેવા સહાયક (બાહ્ય) ડેટાનો ઉપયોગ કરવો. બીજી બાજુ, વાતાવરણીય ઘોંઘાટનું હવામાનશાસ્ત્રમાં વાતાવરણીય સંશોધન માટે થોડું મૂલ્ય હોઈ શકે છે કારણ કે વાતાવરણીય કલાકૃતિઓના સંકેતો ટ્રોપોસ્ફિયરમાં પાણીની વરાળ સાથે સંબંધિત છે. મલ્ટી-લુકિંગ વગરના સેન્ટીનલ-1 જેવા સી-બેન્ડ ઉપગ્રહો માટે INSAR નકશાનું અવકાશી રીઝોલ્યુશન લગભગ 20 મીટર છે. તેનો અર્થ એ કે INSAR સેંકડો કિલોમીટરમાં 20 મીટર ગ્રીડમાં વાતાવરણમાં વરસાદપાત્ર જળ વરાળ (PWV) ને માપી શકે છે, જે GNSS અને અવકાશમાં ફેલાતા નિષ્ક્રિય સેન્સર જેવી અન્ય પદ્ધતિઓ કરતાં ઘણી વધુ ગાઢ છે. જો કે, આ ક્ષણે સેન્ટિનેલ-1 (ટેમ્પોરલ રિઝોલ્યુશન, 12 દિવસ) નો લાંબો પુનરાવર્તન સમય હવામાનશાસ્ત્રીઓની બાજુથી આ તકનીકનો મુખ્ય ગેરલાભ છે. તેમ છતાં, ઉચ્ચ અવકાશી રીઝોલ્યુશનમાં પીડબ્લ્યુવી માપવા માટે આઈએનએસએઆરની ક્ષમતાનો ઉપયોગ હવામાન સંશોધન માટે રસપ્રદ છે. ઇન્સાર શું છે? INSAR સેંકડો કિલોમીટરથી વધુના મોટા વિસ્તારો માટે સચોટ (મિલીમીટર-સ્તર) જમીન વિસ્થાપન ક્ષેત્રો પ્રદાન કરી શકે છે. આ તકનીક તે સમયની વચ્ચે સપાટીની ગતિને માપવા માટે જુદા જુદા સમયે મેળવેલા સમાન વિસ્તારની બે કૃત્રિમ છિદ્ર રડાર છબીઓનો ઉપયોગ કરે છે. તેમ છતાં, ઇન્ટરફેરોગ્રામ સ્વરૂપમાં ઇન્ટરફેરોમેટ્રિક સિન્થેટિક-એપર્ચર રડારના પરિણામમાં વાસ્તવિક વિસ્થાપન અને અન્ય અસરોનો સમાવેશ થાય છે. તેથી, વાસ્તવિક જમીન વિસ્થાપનનું સચોટ પરિણામ પ્રાપ્ત કરવા માટે આ અન્ય અસરોની ગણતરી કરવી અને ઇન્ટરફેરોગ્રામમાંથી દૂર કરવી આવશ્યક છે. આમાંની કેટલીક ભૂલો વધુ પ્રભાવ ધરાવે છે, જેમ કે ભ્રમણકક્ષાની ભૂલો, ભૌગોલિક અસરો અને વાતાવરણીય કલાકૃતિઓ. ઉચ્ચ ચોકસાઈ સાથે વાતાવરણીય અસરો સિવાય વાજબી અને સ્વીકાર્ય માત્રા સુધી આ તમામ અવાજોને દૂર કરવાની ઘણી પદ્ધતિઓ છે. આમ, INSAR સમુદાય માટે એક નોંધપાત્ર પડકાર વાતાવરણીય કલાકૃતિઓ છે. કેટલીકવાર ખાસ કરીને ઉચ્ચ ભેજવાળા વિસ્તારોમાં, વાતાવરણીય ઘોંઘાટની અસર ભૂ-ભૌતિક ઘટનાઓ કરતાં ઘણી મોટી હોય છે અને સપાટીના વિસ્થાપનની શોધને અટકાવે છે. વાતાવરણીય ઘોંઘાટ રડાર ઉપગ્રહોમાં, માઇક્રોવેવ સંકેતો લક્ષ્ય વિસ્તારમાં સતત વિખેરાઈને પ્રતિબિંબિત થાય છે, અને તેમનો દ્વિ-માર્ગીય મુસાફરીનો સમય ઉપગ્રહો દ્વારા માપવામાં આવે છે. ટ્રોપોસ્ફિયરમાં પાણીની વરાળ અને આયનોસ્ફિયરમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન વાતાવરણ દ્વારા માઇક્રોવેવ સંકેતોના પ્રસારને અસર કરે છે કારણ કે આ સ્તરોમાં વિવિધ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ પ્રસારની ગતિને અસર કરે છે. આયનોસ્ફિયર આયનોસ્ફેરિક તબક્કાનો ઘોંઘાટ, જે પી અથવા એલ-બેન્ડ રડાર જેવી મોટી તરંગલંબાઇ સાથે વધુ સ્પષ્ટ થાય છે, તે મુસાફરી માર્ગ સાથે 100-1000 કિમીની ઊંચાઇમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન ઘનતામાં ફેરફારનું પરિણામ છે. ALOS પોલસાર1/2 (L-બેન્ડ, λ = ~ 24 સે. મી.) અને NISAR જેવા મોટા તરંગલંબાઇવાળા રડાર ઉપગ્રહો આયનોસ્ફેરિક વિલંબ માટે વધુ સંવેદનશીલ છે. જો કે, આ ઘોંઘાટ સી-બેન્ડ (λ = 5.6 સે. મી.) અને એક્સ-બેન્ડ (λ = 3.1 સે. મી.) એસએઆર ઉપગ્રહો જેમ કે એનવિસેટ, રાડારસેટ, ઇઆરએસ1/2 અને ટેરાસર-એક્સમાં લગભગ ઓછો અસરકારક છે અને સામાન્ય રીતે તે નગણ્ય છે. આયનોસ્ફેરિક ઘોંઘાટની કળાકૃતિને દૂર કરવા માટે કેટલીક પદ્ધતિઓ છેઃ જી. એન. એસ. એસ. આયનોસ્ફેરિક હવામાન નમૂનાઓ જેવા સહાયક ડેટાનો ઉપયોગ કરીને અઝીમુથ શિફ્ટ સ્પ્લિટ-સ્પેક્ટ્રમ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને ટ્રોપોસ્ફિયર ટ્રોપોસ્ફિયર એ વાતાવરણનું નીચું સ્તર છે, જેમાં વાતાવરણની 90 ટકા પાણીની વરાળ હોય છે. જમીનની સપાટીથી 1.4 કિમીની ઊંચાઈએ પાણીની વરાળના જથ્થાનો 50 ટકા હિસ્સો છે, અને વૈશ્વિક અને સ્થાનિક બંને સ્કેલ પર, વિશ્વનું મોટાભાગનું હવામાન આ સ્તરમાં થાય છે. તેથી, ટ્રોપોસ્ફેરિક માર્ગમાં વિલંબ તાપમાનમાં તફાવત, વાતાવરણીય દબાણ અને વાતાવરણના નીચલા ભાગમાં પાણીની વરાળને કારણે થાય છે. માઇક્રોવેવ વાતાવરણીય વિલંબ એ તોફાની અને ઊભી સ્તરીકૃત ઘટકોનો સરવાળો છે. તોફાની ઘટક સપાટ અને પર્વતીય પ્રદેશોને અસર કરી શકે છે અને સામાન્ય રીતે અવકાશમાં ખૂબ સહસંબંધિત હોય છે અને સમયસર અસંબંધિત હોય છે. બીજી બાજુ, ભૌગોલિક રચના સાથે ઉચ્ચ સહસંબંધ ધરાવતો ઊભી સ્તરીકૃત ઘટક માત્ર ટેકરીઓ અથવા પર્વતો જેવા ભૌગોલિક વિવિધતા ધરાવતા વિસ્તારોને જ પ્રભાવિત કરે છે. જો કે ટ્રોપોસ્ફેરિક અસરને આઈએનએસએઆર સમુદાયમાં ઘોંઘાટ તરીકે ગણવામાં આવે છે, તેમ છતાં તે હવામાનશાસ્ત્રમાં ખૂબ જ ફાયદાકારક છે અને વૈજ્ઞાનિકોને ટ્રોપોસ્ફિયરમાં પાણીની વરાળની આગાહી કરવા અને તેનું મોડેલ બનાવવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. ટ્રોપોસ્ફિયરમાં રડાર ઉપગ્રહોના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના પ્રસારમાં વિલંબને હવામાનશાસ્ત્ર અને INSAR બાજુના સંદર્ભમાં નીચે મુજબ સમજાવવામાં આવશે. INSAR પર ટ્રોપોસ્ફિયરની અસર INSAR બાજુથી, અવકાશ અને સમયમાં ટ્રોપોસ્ફેરિક ગુણધર્મોની વિવિધતાને કારણે સિગ્નલમાં વિલંબ એ INSAR તકનીક માટે મોટા પડકારોનો સ્ત્રોત છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ટ્રોપોસ્ફેરિક વિક્ષેપ, બે હસ્તાંતરણો વચ્ચે ટ્રોપોસ્ફિયરના નીચલા ભાગમાં સંબંધિત ભેજ, તાપમાન અને દબાણમાં તફાવતોને કારણે થાય છે, જે ઇન્ટરફેરોગ્રામ પર 15-20 સે. મી. સુધીના ફ્રિન્જના સ્વરૂપમાં વધારાના અવાજ તરફ દોરી શકે છે. INSAR પરિણામો પરના વાતાવરણીય ઘોંઘાટમાં તરંગલંબાઇની વિશાળ શ્રેણી (ટૂંકીથી લાંબી) નો સમાવેશ થઈ શકે છે. લાંબી તરંગલંબાઇની ભૂલો, જેને સામાન્ય રીતે ઇન્ટરફેરોગ્રામમાં રેમ્પ (વલણની જેમ) તરીકે જોવામાં આવે છે, તે બે એસએઆર છબીઓ વચ્ચે અભ્યાસ વિસ્તારમાં હવામાન પ્રણાલીને ખૂબ જ સરળતાથી બદલવાને કારણે થાય છે. આ ઘોંઘાટ ઓર્બિટલ રેમ્પ ભૂલ અને નક્કર પૃથ્વી ભરતી જેવી જ હોવાથી, ઇન્ટરફેરોગ્રામમાં તે શોધવું જટિલ છે. બીજી બાજુ, નાના વિસ્તારમાં ઝડપથી બદલાતું હવામાન કલાકૃતિઓના સંકેતોનું કારણ બની શકે છે જે ભૌગોલિક રચના સાથે સંબંધિત છે કારણ કે સપાટી અને ઊંચાઈમાં પાણીની વરાળની વિવિધતા અલગ છે. તદુપરાંત, નાના પ્રદેશમાં વરસાદી વાદળ તોફાની ભૂલ પેદા કરી શકે છે જે ઇન્ટરફેરોગ્રામ પર ઉત્થાન અથવા ઘટાડા જેવી દેખાશે. એકંદરે, ઇન્ટરફેરોગ્રામ પર ટ્રોપોસ્ફેરિક ભૂલને જગ્યા અને સમયમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છેઃ વર્ટિકલ સ્તરીકરણઃ વર્ટિકલ સ્તરીકરણ ટોપોગ્રાફી સાથે સંકળાયેલું છે અને જ્યાં પણ ટેકરીઓ અથવા પર્વતો હોય ત્યાં જોઈ શકાય છે કારણ કે સપાટીની નજીક પાણીની વરાળની માત્રા સ્થિર હોતી નથી અને ઊંચાઈ સાથે નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે. તેથી, બે એસએઆર છબીઓ વચ્ચે બદલાતા હવામાન (પાણીની વરાળ) વિલંબનું કારણ બની શકે છે અને આમ, ઇન્ટરફેરોગ્રામમાં ઊભી સ્તરીકરણનો અવાજ થઈ શકે છે. તોફાનીઃ તોફાની મિશ્રણમાં ટૂંકા ગાળાના (થોડા કિમી) ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે અને તે ભૌગોલિક રચના સાથે સીધો સંબંધ ધરાવતો નથી અને સપાટ ભૂપ્રદેશો અને ઊંચાઈવાળા પ્રદેશો બંનેને અસર કરે છે. મોસમી (વ્યવસ્થિત) અસરઃ વિવિધ ઋતુઓ દરમિયાન વાતાવરણની ભેજની માત્રામાં ફેરફાર એક કલાકૃતિ લાદશે અને INSAR વિસ્થાપન સમય શ્રેણીમાં પક્ષપાત કરી શકે છે. મોટી સંખ્યામાં એસએઆર એક્વિઝિશન આવશ્યકપણે વેગ પૂર્વગ્રહને ઘટાડશે નહીં. તેમ છતાં, સ્તરીકૃત ટ્રોપોસ્ફેરિક વિલંબ સુધારણા મોસમી વિલંબની અસરોને ઘટાડી શકે છે. હવામાનશાસ્ત્ર પર ટ્રોપોસ્ફિયરની અસર હવામાનશાસ્ત્રની દ્રષ્ટિએ, ટ્રોપોસ્ફિયરના વિલંબને રસપ્રદ રીતે હવામાનશાસ્ત્રના હેતુઓ માટે ઉપયોગી સાધન તરીકે ગણી શકાય. પાણીની વરાળને માપવા માટેની પરંપરાગત પદ્ધતિઓમાં a) હવામાન કેન્દ્રો, b) રેડિયોસોન્ડે, c) સ્પેક્ટ્રોમીટર અને d) GPS.In તાજેતરના વર્ષોમાં, INSAR એ હવામાનશાસ્ત્રીઓને ઉચ્ચ અવકાશી રીઝોલ્યુશન સાથે વાતાવરણમાં અવક્ષેપી જળ વરાળ (PWV) ને માપવા માટે સક્ષમ બનાવ્યા છે. વાતાવરણના ગુણધર્મોનું ઇનસાર ટેમ્પોરલ સેમ્પલિંગ (સેન્ટીનલ 1 માટે 12 દિવસ) જી. પી. એસ. (15 મિનિટ) કરતાં બરછટ હોવા છતાં, ઇનસાર પીડબ્લ્યુવી નકશાનો મુખ્ય ફાયદો તેનું થોડા મીટર (20 મીટર) સુધીનું ઉચ્ચ અવકાશી રીઝોલ્યુશન છે. તેથી, હવામાનશાસ્ત્રીઓ તેમના નમૂનાઓના અસ્થાયી અને અવકાશી રીઝોલ્યુશનને વધારવા માટે વાતાવરણની પરંપરાગત જી. પી. એસ. ટોમોગ્રાફીને આઈ. એન. એસ. એ. આર. ડેટા (વાતાવરણીય ભાગ) સાથે જોડે છે. ટ્રોપોસ્ફેરિક કરેક્શન પદ્ધતિઓ ટ્રોપોસ્ફિયરમાંથી પસાર થતા તબક્કાના વિલંબને રીફ્રેક્ટિવિટી (એન) દ્વારા વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. વાતાવરણીય પરિમાણોનો ઉપયોગ વાતાવરણની રીફ્રેક્ટિવિટી તરીકે N (z) ની ગણતરી કરવા માટે થઈ શકે છે. આ વિલંબને બે ઘટકોમાં વહેંચી શકાય છેઃ સૂકો વિલંબ અને ભીનો વિલંબ. શુષ્ક વિલંબ, જે શુષ્ક હવાના તાપમાન અને દબાણ દ્વારા નક્કી થાય છે, અને ભીના વિલંબ, જે મુખ્યત્વે ટ્રોપોસ્ફિયરમાં પાણીની વરાળની માત્રા દ્વારા નક્કી થાય છે. જ્યાં P એ કુલ વાતાવરણીય દબાણ સૂચવે છે, T એ તાપમાન છે અને e એ પાણીની વરાળનું આંશિક દબાણ છે. ગુણાંક k1 = 0.776 K/P, k2 = 0.716 K/P, અને k3 = 3.75 × 103 K2/P ને રીફ્રેક્ટિવિટી સ્થિરાંકો કહેવામાં આવે છે. દબાણ ઊંચાઈ સાથે બદલાય છે, તેથી સૂકો ભાગ ભૌગોલિક રચના સાથે સંકળાયેલો છે અને પરાકાષ્ઠાની દિશામાં 2.3-2.4 m વિલંબ (પરાકાષ્ઠા હાઇડ્રોસ્ટેટિક વિલંબ (ZHD)) સુધી પહોંચી શકે છે. શુષ્ક ભાગ વિલંબને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે, તેમ છતાં આ ઘટક મોટો પડકાર નથી કારણ કે તેની માત્રા વાતાવરણમાં અસ્થાયી અને અવકાશી દ્રષ્ટિએ પ્રમાણમાં સ્થિર છે. તેથી, બે એસએઆર છબીઓ વચ્ચે આ ઘટકનો તફાવત લગભગ શૂન્ય છે. તેનાથી વિપરીત, ભીના ઘટક (પરાકાષ્ઠા ભીના વિલંબ (ZWD)) માં કુલ વિલંબના માત્ર 10 ટકા (મહત્તમ = ~ 30 સે. મી.) નો સમાવેશ થાય છે, તેમ છતાં આ ભાગ INSARમાં ટ્રોપોસ્ફેરિક ઘોંઘાટનો મુખ્ય સ્રોત છે કારણ કે પાણીની માત્રા ટ્રોપોસ્ફિયરમાં ફરે છે અને ઇન્ટરફેરોગ્રામમાં સ્તરીકૃત અને તોફાની અસરનું કારણ બને છે. તેથી, કુલ વિલંબની ગણતરી સપાટીની ઊંચાઈ અને ઉપગ્રહ વચ્ચેની દૃષ્ટિ રેખા (એલ. ઓ. એસ.) ની દિશામાં ભીના અને સૂકા ઘટકોના અભિન્ન અંગ દ્વારા કરવામાં આવે છેઃ આ સમીકરણમાંઃ ઇન્ટરફેરોગ્રામની જેમ જ અવકાશી સ્કેલ અને ટેમ્પોરલ સેમ્પલિંગ પર કુલ રીફ્રેક્ટિવિટી નક્કી કરી શકે તેવી કોઈ સચોટ તકનીક ન હોવાથી, ઇન્ટરફેરોગ્રામની અંદર વાતાવરણીય યોગદાનને માપવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓ વિકસાવવામાં આવી છે. ઇન્ટરફેરોગ્રામમાંથી ટ્રોપોસ્ફેરિક કલાકૃતિઓને ઘટાડવા માટે નીચેની કેટલીક પદ્ધતિઓ રજૂ કરવામાં આવી છેઃ પર્સિસ્ટન્ટ સ્કેટર (પીએસ) અને સ્મોલ બેઝલાઇન સબસેટ (એસબીએએસ) સ્ટેકિંગ જેવી સમય શ્રેણીની પદ્ધતિઓ ઇન્ટરફેરોગ્રામમાંથી ટ્રોપોસ્ફેરિક કલાકૃતિઓને ઘટાડવા માટેની મદદરૂપ વ્યૂહરચનાઓમાંની એક છે. સ્ટેકિંગ પદ્ધતિ લાંબા સમયગાળા દરમિયાન સપાટીના વિસ્થાપનને માપવા માટે સ્મોલ બેઝલાઇન સબસેટ (એસ. બી. એ. એસ.) અને પર્સિસ્ટન્ટ સ્કેટરર (પી. એસ.) જેવા વિવિધ અલ્ગોરિધમ્સનો ઉપયોગ કરીને સેંકડો ફિલ્ટર કરેલા અને વણાયેલી ઇન્ટરફેરોગ્રામની પ્રક્રિયા કરે છે. આ પદ્ધતિઓ કોઈપણ બાહ્ય માહિતી વિના સંકેતોના સંકેત-થી-અવાજ ગુણોત્તરમાં વધારો કરે છે અને તોફાનની ભૂલોને ઘટાડવા માટે ખૂબ જ ઉપયોગી છે. આ પદ્ધતિનો બીજો ફાયદો એ છે કે તે બાહ્ય માહિતીથી સ્વતંત્ર છે અને તેનો અમલ કરવો સરળ છે. મર્યાદાઃ પી. એસ. અને એસ. બી. એ. એસ. જેવા સમય શ્રેણી વિશ્લેષણ અભિગમો માટે, મોટા ડેટાસેટ પર પ્રક્રિયા કરવી પડે છે અને આ પદ્ધતિ મોટે ભાગે ટ્રોપોસ્ફિયરના ઘોંઘાટના તોફાની ભાગને ઘટાડી શકે છે અને રસના સંકેતોને ખોટી રીતે દૂર કરી શકાય છે. આમ, આ પદ્ધતિ માત્ર એક જ ઇન્ટરફેરોગ્રામ માટે લાગુ કરી શકાતી નથી. જી. એન. એસ. એસ. જી. એન. એસ. એસ. માંથી અંદાજિત ટ્રોપોસ્ફેરિક વિલંબ એ એસ. એ. આર. તકનીકની જેમ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમના માઇક્રોવેવ ભાગનો ઉપયોગ કરે છે અને બંને માપ વાતાવરણીય વિલંબથી પ્રભાવિત થાય છે અને બંને તુલનાત્મક ચોકસાઈ સાથે ભૌગોલિક માપ પ્રદાન કરે છે. તેથી, ટ્રોપોસ્ફેરિક વિલંબનો અંદાજ કાઢવા માટે ઇન્ટરપોલેટિંગ જી. એન. એસ. એસ. અવલોકનનો ઉપયોગ કરવો એ ઇનસાર અવલોકનોને સુધારવા માટે વધુ સચોટ વ્યૂહરચના હોઈ શકે છે. મર્યાદાઃ પરાકાષ્ઠા વિલંબ માપનના આંતરધ્રુવીકરણ માટે અભ્યાસ ક્ષેત્રમાં ગાઢ જી. એન. એસ. એસ. નેટવર્કની જરૂર પડે છે પરંતુ જી. એન. એસ. એસ. કેન્દ્રો હજુ પણ ઘણા પ્રદેશોમાં વિરલ રીતે વહેંચાયેલા છે અથવા તો ગેરહાજર છે તેમજ આ પદ્ધતિ માત્ર વ્યક્તિગત જી. એન. એસ. એસ. સ્થળોની નજીકમાં ટ્રોપોસ્ફિયરના નમૂનાઓ લે છે. વધુમાં, જી. એન. એસ. એસ. ડેટાસેટ્સ હજુ પણ વિશ્વના ઘણા ક્ષેત્રોમાં જાહેર જનતા માટે મુક્તપણે ઉપલબ્ધ નથી. સ્પેક્ટ્રોમીટર સેટેલાઇટ (એમ. ઈ. આર. આઈ. એસ. અને એમ. ઓ. ડી. આઈ. એસ.) સ્પેક્ટ્રોમીટર માપન એ અવકાશમાંથી ઉપગ્રહો આધારિત અવલોકનો છે જે નજીકના ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રમમાં બેન્ડ ગુણોત્તર દ્વારા વાતાવરણીય પાણીની વરાળનો અંદાજ કાઢવાની મંજૂરી આપે છે. વાતાવરણીય વિક્ષેપના તોફાની ઘટકની ગણતરી કરવા માટે આ પદ્ધતિ પ્રમાણમાં ઉચ્ચ અવકાશી રીઝોલ્યુશન ધરાવે છે. મર્યાદાઃ અથડાયેલા સેન્સર અને વાદળ-મુક્ત પરિસ્થિતિઓની જરૂર છે અને તે ફક્ત દિવસના સમયે જ ઉપલબ્ધ હોય છે. રડાર અને વરસાદપાત્ર જળ બાષ્પ (પીડબ્લ્યુવી) ડેટા વચ્ચેના સમયના તફાવતોને મર્યાદા તરીકે ગણી શકાય. વધુમાં, સ્પેક્ટ્રોમીટર વાતાવરણના શુષ્ક ઘટકનો અંદાજ લગાવી શકતું નથી અને વિલંબના ભીના ભાગની ગણતરી કરી શકતું નથી. આંકડાકીય હવામાન નમૂનાઓ (ERA5) આ પદ્ધતિનો ફાયદો વાદળોની હાજરી અને વૈશ્વિક/પ્રાદેશિક/સ્થાનિક કવરેજ પ્રત્યે અસંવેદનશીલ છે. ERA નો ઉપયોગ કરીને, ઉચ્ચ અક્ષાંશો (> 30°) માં ZWD માં અનિશ્ચિતતા 1-2 સે. મી. સુધી પહોંચે છે, જ્યારે નીચા અક્ષાંશો (<30°) માં અનિશ્ચિતતા લગભગ 2-6 સે. મી. હોય છે. મોટાભાગના અભ્યાસોએ આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવા માટે વિવિધ ડિગ્રીની સફળતાની જાણ કરી હતી. તેમ છતાં, ERA-વચગાળાના અને ERA5 વૈશ્વિક પુનઃ વિશ્લેષણ મોડેલો યુરોપિયન સેન્ટર ફોર મીડિયમ-રેન્જ વેધર ફોરકાસ્ટિંગ (ઇસીએમડબલ્યુએફ) અને એચઆરઇએસ ઇસીએમડબલ્યુએફ આગાહી મોડેલ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવેલા લોકપ્રિય મોડેલો છે. વધુમાં, જી. એ. સી. ઓ. એસ. પ્રોજેક્ટનો ઉદ્દેશ જો ઉપલબ્ધ હોય તો જી. એન. એસ. એસ. પરાકાષ્ઠા વિલંબ સાથે એચ. આર. ઇ. એસ. માંથી માહિતીને સુધારવાનો છે. મર્યાદાઃ નીચા અવકાશી રીઝોલ્યુશન અને મોડેલ અને એસએઆર સંપાદન વચ્ચેના સમયની મૂળ મેળ ખાતી નથી જે નીચલા અવકાશી-અસ્થાયી સ્કેલ પર થતા તોફાની ઘટકને સંબોધવાની મંજૂરી આપતું નથી. વધુમાં, જટિલ માહિતી પ્રક્રિયાને આ પદ્ધતિનો ગેરલાભ ગણી શકાય. ERA5 ડેટા જેવા મુક્તપણે ઉપલબ્ધ વૈશ્વિક વાતાવરણીય નમૂનાઓ આંકડાકીય હવામાન આગાહી માટે વિકસાવવામાં આવેલી કોપરનિકસ આબોહવા પરિવર્તન સેવાની માહિતીનો ઉપયોગ કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. આ મોડેલો વાતાવરણની સ્થિતિને લાક્ષણિકતા આપવા માટે સચોટ અને ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન (હજુ પણ INSAR અભ્યાસો માટે બરછટ છે) પરિમાણો પ્રદાન કરી શકે છે. તેથી, આ પદ્ધતિઓ INSAR તકનીકમાં વાતાવરણીય ઘોંઘાટ ઘટાડવા માટેની આશાસ્પદ અને વ્યવહારુ તકનીકો છે. વિવિધ ઇનપુટ ડેટાસેટ્સના સંયોજનના આધારે, ERA5 એ વૈશ્વિક વાતાવરણીય મોડેલ છે જેની ગણતરી યુરોપિયન સેન્ટર ફોર મીડિયમ-રેન્જ વેધર ફોરકાસ્ટિંગ (ઇસીએમડબલ્યુએફ) દ્વારા કરવામાં આવે છે. કેટલાક હવામાનશાસ્ત્રીય પરિમાણો પૂરા પાડવામાં આવે છે, જેમ કે દબાણ, તાપમાન અને સંબંધિત ભેજ, કલાકના અંતરાલે 0.25 ડિગ્રીના આડી રીઝોલ્યુશન અને દરિયાની સપાટીથી 50 કિમી સુધીના 37 અંતરાલોના ઊભી રીઝોલ્યુશન સાથે. આ પદ્ધતિ પરાકાષ્ઠા માર્ગ (ઊભી) સાથે વાતાવરણીય વિલંબનો અંદાજ કાઢે છે, અને પછી, દરેક પિક્સેલ માટે આપતન કોણનો ઉપયોગ કરીને, પરાકાષ્ઠા વિલંબને એલ. ઓ. એસ. દિશામાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે. વિરલ ગ્રીડ બિંદુઓથી સમગ્ર એસએઆર દ્રશ્ય માટે તબક્કાના વિલંબને મેળવવા માટે, આડી અને ઊભી દિશામાં બે પ્રક્ષેપણ લાગુ કરવામાં આવે છે. ERA5 ડેટા 37 દબાણ સ્તરો (ભૌગોલિક ક્ષમતા) પર તમામ હવામાન ચલ પ્રદાન કરે છે. પ્રથમ, ક્યુબિક સ્પ્લાઇન ઇન્ટરપોલેશન (ઊભી દિશા) અને બાયલિનિયર ઇન્ટરપોલેશન (આડી દિશા) નો ઉપયોગ કરીને સિગ્નલ પાથમાં વિલંબની માત્રાની ગણતરી કરવામાં આવે છે. પછી દરેક પિક્સેલ માટે ઇન્સિડેન્સ એંગલની કોસાઇનની ગણતરી કરીને કુલ વિલંબને એલ. ઓ. એસ. દિશામાં રજૂ કરવામાં આવે છે. આમ, પ્રથમ છબી t1 અને બીજી છબી t2 માં ગણતરી કર્યા પછી, અને મૂળ ઇન્ટરફેરોગ્રામ () ના બાદબાકી પછી, વાતાવરણીય ઘોંઘાટની અસરને દૂર કરી શકાય છે. તે ઉલ્લેખનીય છે કે, સમીકરણ (અગાઉનો વિભાગ જુઓ) એ વાતાવરણીય તબક્કાના વિલંબને માપવા માટે દબાણ, તાપમાન અને સંબંધિત ભેજના ગ્રીડ બિંદુઓ પર ઝેનિથલ પાથનું એકીકરણ છે. આ પરિમાણો ERA5 ડેટામાં ઉપલબ્ધ છેઃ (ERA5 ડેટા ડાઉનલોડ લિંક) કોષ્ટક 1. ઇ. આર. એ. 5 માહિતીના પરિવર્તનો તબક્કો આધારિત પ્રયોગમૂલકઃ (i) રેખીય સુધારણા (ii) પાવર-લો સુધારણા ઇન્ટરફેરોમેટ્રિક તબક્કો અને ટોપોગ્રાફી વચ્ચેના સહસંબંધ વિશ્લેષણ ટોપોગ્રાફી-સહસંબંધિત (સ્તરીકૃત ઘટક) ની માત્રાને ઓળખી શકે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ઇન્સારની એલ. ઓ. એસ. દિશામાં શ્રેણી પરિવર્તન અને ભૌગોલિક સ્થિતિ વચ્ચેનો સહસંબંધ વિદ્યુતચુંબકીય તરંગ દ્વારા પસાર કરવામાં આવેલા માર્ગની લંબાઈ સાથે સંબંધિત છે. ઇન્ટરફેરોમેટ્રિક તબક્કો અને ટોપોગ્રાફી વચ્ચેના રેખીય અને પાવર-લૉ સંબંધોના અંદાજનો ઉપયોગ ટ્રોપોસ્ફિયરના સ્તરીકૃત ભાગોને દૂર કરવા માટે થઈ શકે છે. તેથી, રીગ્રેસન જેવી ગાણિતિક પદ્ધતિઓ સાથે ફેઝ-એલિવેશન સંબંધની તપાસ આપણને ઇન્ટરફેરોગ્રામમાં વાતાવરણીય ભૂલને ઓળખવામાં સક્ષમ બનાવી શકે છે. મર્યાદાઃ આ મોડેલની મુખ્ય મર્યાદા એ છે કે અન્ય તબક્કાની શરતો (દા. ત., તોફાની વાતાવરણીય કલાકૃતિઓ, વિકૃતિ સંબંધિત તબક્કો, સુશોભનનો ઘોંઘાટ) ગુણાંકના અંદાજને પ્રભાવિત કરી શકે છે જે તબક્કાને ઊંચાઈ સાથે સંબંધિત કરે છે. આ પદ્ધતિ ટ્રોપોસ્ફેરિક સંકેતોની અવકાશી પરિવર્તનશીલતાને અવગણે છે અને ભ્રમણકક્ષા અને ભૌગોલિક ભૂલો દ્વારા સરળતાથી પક્ષપાતી થઈ શકે છે. વાતાવરણીય સુધારણા ભૂપ્રદેશ માટે ઉપલબ્ધ પેકેજોઃ ટ્રેનમાં MATLAB અને શેલ સ્ક્રિપ્ટ્સ હોય છે અને તેનો ઉપયોગ મોટાભાગના INSAR સોફ્ટવેરના આઉટપુટ માટે થઈ શકે છે. (લિંક પર ક્લિક કરો) PAAPS: આ મોડ્યુલ પાયથોન 3 પર આધારિત લખવામાં આવ્યું છે અને ઇન્ટરફેરોગ્રામ માટે સ્તરીકૃત વાતાવરણના ઘોંઘાટને માપી શકે છે. આ મોડ્યુલ સુધારણા માટે ERA5 ડેટાનો ઉપયોગ કરે છે. (લિંક પર ક્લિક કરો) રેડરઃ આ અજગર પેકેજ ટ્રોપોસ્ફેરિક અવાજને માપવા અને ઘટાડવા માટે રેટ્રેસિંગ પદ્ધતિનો અમલ કરે છે. . (લિંક પર ક્લિક કરો) GACOS: MATLAB માં આ પેકેજ ઉચ્ચ-રીઝોલ્યુશન વાતાવરણીય માહિતી ઉત્પન્ન કરે છે અને પછી ટ્રોપોસ્ફેરિક અવાજને દૂર કરવા માટે સ્તરીકૃત અને તોફાની સંકેતોને અલગ કરે છે. આ પદ્ધતિ ઇટરેટિવ ટ્રોપોસ્ફેરિક ડિકમ્પોઝિશન (આઇ. ટી. ડી.) મોડેલનો ઉપયોગ કરે છે. (લિંક પર ક્લિક કરો) ICAMS: આ અજગર મોડ્યુલ ERA5 ડેટાનો ઉપયોગ કરે છે અને ટ્રોપોસ્ફેરિક noise.This પેકેજ દૂર કરવા માટે ટ્રોપોસ્ફિયર (ICAMS) ના સ્ટોકેસ્ટિક અવકાશી ગુણધર્મોને ધ્યાનમાં લે છે જે LOS દિશામાં વિલંબની ગણતરી કરે છે. (લિંક પર ક્લિક કરો) સારાંશ વાતાવરણીય ઘોંઘાટની લાક્ષણિકતા INSAR સમુદાયમાં એક પડકાર છે, અને તેને સંબોધવાથી સંશોધકોને INSAR તકનીકનો સંપૂર્ણ લાભ લેવામાં મદદ મળે છે. આ ઘોંઘાટને ઘટાડવાની તમામ પદ્ધતિઓની મર્યાદાઓ હોય છે; કેટલીકવાર, તકનીકોનું સંયોજન વધુ સારું પરિણામ આપે છે, અને આ ક્ષણે ટ્રોપોસ્ફેરિક વિલંબને ઘટાડવા માટે કોઈ શ્રેષ્ઠ વિશિષ્ટ પદ્ધતિ નથી. ટેકટોનિક/જ્વાળામુખીની વિકૃતિના વૈશ્વિક માપનને સામાન્ય રીતે વૈશ્વિક વાતાવરણીય સુધારાઓથી ફાયદો થાય છે. જો કે ઇ. સી. એમ. ડબલ્યુ. એફ. ડેટા, જેમ કે ઇ. આર. એ. 5, વૈશ્વિક ડેટા પ્રદાન કરે છે, તેમ છતાં તેના નીચા અવકાશી રીઝોલ્યુશનને ખામી તરીકે ગણવામાં આવે છે અને તે અનિશ્ચિતતાનું કારણ બની શકે છે. આ પણ જુઓ INSAR તકનીક પૃથ્વીનું વાતાવરણ હવામાનશાસ્ત્ર પૃથ્વીનું વાતાવરણ સંદર્ભો કૃત્રિમ છિદ્ર રડાર