size: 10.0 mb
TRANSCRIPT
REPUBLIKA E SHQIPËRISË
UNIVERSITETI POLITEKNIK I TIRANËS
FAKULTETI I GJEOLOGJISË DHE I MINIERAVE
DOKTORATA “Gjeoshkencat, Burimet Natyrore dhe Mjedisi”
Rruga e Elbasanit, Tiranë, Shqipëri
Tel/Fax: +355 4 375 246/6
DISERTACION
Përdorimi i Metodës Interferometrike SAR në Vlerësimin e Uljeve
të Objekteve Inxhinierike. Shembull Zbatimi për Qytetin e
Tiranës
(Për marrjen e gradës shkencore “Doktor”)
Disertanti: Spartak KUÇAJ
Udhëheqës shkencor: Prof. Asoc. Dr. Myslim PASHAJ
Tiranë, 2016
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
2
REPUBLIKA E SHQIPËRISË
UNIVERSITETI POLITEKNIK I TIRANËS
FAKULTETI I GJEOLOGJISË DHE I MINIERAVE
DOKTORATA “Gjeoshkencat, Burimet Natyrore dhe Mjedisi”
Rruga e Elbasanit, Tiranë, Shqipëri
Tel/Fax: +355 4 375 246/6
Disertacion i përgatitur nga: M.Sc. Inxh. Spartak KUÇAJ
Për marrjen e gradës shkencore: DOKTOR
Përdorimi i Metodës Interferometrike SAR në Vlerësimin e Uljeve
të Objekteve Inxhinierike. Shembull Zbatimi për Qytetin e
Tiranës
Mbrojtur me datë 17.03.2016 para Jurisë:
1. Prof. Dr. Thoma KORINI Kryetar
2. Akademik Prof. Dr. Neki FRASHËRI anëtar
3. Akademik Prof. Dr. Salvatore BUSHATI anëtar (oponent)
4. Prof. Dr. Vasil JORGJI anëtar
5. Prof. Asoc. Dr. Gëzim GJATA anëtar (oponent)
Tiranë, 2016
Spartak KUÇAJ
3
PARATHËNIE
Nëpërmjet këtij studimi kemi dashur të paraqesim një kontribut modest në fushën e evidentimit
dhe parandalimit të fenomeneve të rrezikshme që lidhen me problemet e shfaqura në objektet e
banimit. Duke qenë se një punim i kësaj natyre realizohet për herë të parë në vendin tonë dhe,
për fushën tonë të interesit, vështrimi ynë nuk përqendrohet në objekte të veçanta, por është më
gjithëpërfshirës.
Ky studim nuk do të realizohej pa mbështetjen dhe shkëmbimin e përvojës me një numër
specialistësh dhe ekspertësh të fushave të ndryshme si në Fakultetin e Gjeologjisë dhe të
Minierave, ashtu edhe jashtë tij. Falënderoj miqtë, kolegët dhe profesorët e mi, të cilët nuk
përmenden specifikisht këtu, për mendimet dhe sugjerimet e tyre dashamirëse.
Mirënjohja ime shkon posaçërisht për:
- udhëheqësit e mi, Prof. Asoc. Dr. Skënder LIPO, Prof. Asoc. Dr. Myslim PASHAJ dhe
Dr. Boris STRATI, të cilët më kanë inkurajuar, përkrahur, ndihmuar, mbështetur dhe
udhëhequr pa u lodhur, qysh në hapat e para të ndërmarrjes së këtij studimi.
- profesorët e Departamentit të Inxhinierisë së Burimeve Minerare, të cilët me vërejtjet
dhe sugjerimet, bisedat, konsultimet dhe përvojën e tyre kanë qenë dhe mbeten një
mbështetje dhe inkurajim i madh për mua.
- kolegët italianë, duke filluar me Prof. Kiaradia, Rafaelen dhe Filomenën e të tjerë,
ndihmesa e të cilëve ka qenë vendimtare për finalizimin e këtij punimi.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
4
Kjo fletë është lënë qëllimisht bosh
Spartak KUÇAJ
5
Dëshiroj t’ia dedikoj këtë punë familjes time,
e cila më ka mbështetur gjatë gjithë kohës së
punimit tim dhe më ka inkurajuar të vazhdoj
studimet duke më demonstruar me jetën e
tyre rëndësinë e punës së vështirë.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
6
PËRMBAJTJA
PARATHËNIE ........................................................................................................................................ 3
PËRMBAJTJA ........................................................................................................................................ 6
INDEKSI I FIGURAVE ......................................................................................................................... 9
INDEKSI I TABELAVE ...................................................................................................................... 13
LISTA E SHKURTESAVE .................................................................................................................. 14
ABSTRAKT .......................................................................................................................................... 15
PJESA I - TË PËRGJITHSHME .......................................................................................................... 16
1. Shtrimi i problemit ............................................................................................................................ 17
2. Qëllimi dhe objektivat ....................................................................................................................... 18
2.1 Qëllimi ......................................................................................................................................... 18
2.2 Objektivat .................................................................................................................................... 18
3. Organizimi i tezës ............................................................................................................................. 19
KAPITULLI 1 - Të dhëna të përgjithshme për rajonin e Tiranës ......................................................... 20
1.1 Ndërtimi gjeologjik ................................................................................................................ 21
1.1.1 Gjeomorfologjia ............................................................................................................ 21
1.1.2 Stratigrafia .................................................................................................................... 21
1.2 Kushtet hidrogjeologjike ....................................................................................................... 23
1.2.1 Veçoritë hidrologjike-hidrogjeologjike ......................................................................... 23
1.2.2 Kompleksi kuaternar ..................................................................................................... 24
1.2.3 Kompleksi mollasik ....................................................................................................... 24
1.3 Tektonika ............................................................................................................................... 25
1.3.1 Rajonizimi gjeologo-inxhinierik i qytetit të Tiranës ...................................................... 26
1.3.2 Vetitë fiziko-mekanike të truallit.................................................................................... 26
1.3.3 Njësia kodrinore ............................................................................................................ 27
1.3.4 Vetitë elastike të trojeve ................................................................................................ 27
1.3.5 Njësitë litologo-teknike (zonat gjeologo-inxhinierike) .................................................. 28
1.4 Demografia ........................................................................................................................... 39
PËRFUNDIME ..................................................................................................................................... 40
PJESA II – BAZA TEORIKE ............................................................................................................... 41
Spartak KUÇAJ
7
KAPITULLI 2 - Telerilevimi SAR: Bazat teorike ................................................................................ 42
2.1 Hyrje ...................................................................................................................................... 43
2.1.1 Radari me hapje sintetike (SAR) ................................................................................... 43
2.1.2 Gjeometria e përftimit me shikim anash ........................................................................ 44
2.2 Chirp-i dhe ndërtimi i matricës së të dhënave bruto ............................................................. 45
2.3 Rezolucioni i të dhënave SAR ................................................................................................ 47
2.3.1 Rezolucioni në drejtimin range ..................................................................................... 48
2.3.2 Rezolucioni në azimut .................................................................................................... 50
2.4 Fokusimi dhe imazhet SLC .................................................................................................... 53
2.4.1 Zhurma speckle ............................................................................................................. 54
2.4.2 Kontributi i fazës në përftimin e imazhit SAR ............................................................... 56
2.4.3 Deformimet gjeometrike të një përftimi SAR ................................................................. 57
KAPITULLI 3 - Interferometria SAR: Teori dhe përdorime ................................................................ 59
3.1 Hyrje ...................................................................................................................................... 60
3.2 Faza interferometrike dhe burimet e zhurmës së fazës ......................................................... 60
3.3 Koherenca interferometrike .................................................................................................. 66
3.4 Përmbajtja e informacionit në fazën interferometrike .......................................................... 68
3.4.2 Kontributi topografik në fazën interferometrike ........................................................... 68
3.4.2 Vlerësimi i shkallës së deformimit të terrenit me anë të teknikave InSAR .................... 72
3.5 Përpunimi interferometrik ..................................................................................................... 74
3.5.1 Zgjedhja e imazheve SAR .............................................................................................. 74
3.5.2 Zgjedhja e zonës së interesit dhe nxjerrja e parametrave ............................................. 75
3.5.3 Korregjistrimi i imazhit Slave mbi imazhin Master ...................................................... 75
3.5.4 Filtrimi në bandat e zakonshme në drejtimin azimut dhe range ................................... 77
3.5.5 Rikampionimi i imazhit Slave mbi imazhin Master ....................................................... 77
3.5.6 Gjenerimi i interferogramës .......................................................................................... 78
3.5.7 Heqja e fazës që lidhet me elipsin e referimit ............................................................... 79
3.5.8 Vlerësimi i hartës së koherencës së interferogramës .................................................... 79
3.5.9 Zbërthimi i fazës interferometrike ................................................................................. 79
3.5.10 Simulimi fazës interferometrike topografike ................................................................. 80
3.5.11 Gjenerimi i interferogramës diferenciale ...................................................................... 80
3.5.12 Nxjerrja e informacionit të kuotës topografike dhe Gjeokodifikimi .............................. 80
3.5.13 Kthyesit e përhershëm ................................................................................................... 81
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
8
3.6 Zinxhiri i përpunimit shumë kohor SPINUA ......................................................................... 83
3.7 Studim bibliografik ................................................................................................................ 85
3.7.1 Uljet në Xhakarta .......................................................................................................... 85
3.7.2 Uljet në Wieliczka .......................................................................................................... 85
3.7.3 Uljet në Emilia-Romagna .............................................................................................. 88
3.7.4 Uljet në Gangwon-do, Kore e Jugut .............................................................................. 89
3.7.5 Uljet në Silezinë e Sipërme, Poloni ............................................................................... 91
PËRFUNDIME ..................................................................................................................................... 92
PJESA III - PJESA PRAKTIKE ........................................................................................................... 93
KAPITULLI 4 – Përpunimi i të dhënave .............................................................................................. 94
4.1 Algoritmi SPINUA ................................................................................................................. 95
Përpunimi i të dhënave ERS.................................................................................................................. 98
4.2 Satelitët ERS - 1 dhe 2 ........................................................................................................... 98
4.3 Faza e përpunimit.................................................................................................................. 98
4.4 Lista e imazheve të përdorura ............................................................................................... 99
4.5 Rezultatet e arritura ............................................................................................................ 101
Përpunimi i të dhënave ENVISAT/ASAR .......................................................................................... 106
4.6 Karakteristikat e sensorit ENVISAT/ASAR ......................................................................... 106
4.7 Hapat e punës ...................................................................................................................... 106
4.8 Lista e imazheve të përdorura ............................................................................................. 107
4.9 Rezultatet e arritura ............................................................................................................ 109
Përpunimi i të dhënave COSMO-SkyMed .......................................................................................... 113
4.10 Përshkrimi i karakteristikave të sistemit COSMO-SkyMed................................................. 113
4.11 Hapat e punës ...................................................................................................................... 115
4.12 Lista e imazheve të përdorura ............................................................................................. 116
4.13 Rezultatet e arritura ............................................................................................................ 118
4.13.1 Analiza e përgjithshme ................................................................................................ 118
PËRFUNDIME ................................................................................................................................... 130
REKOMANDIME .............................................................................................................................. 132
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................. 132
Spartak KUÇAJ
9
INDEKSI I FIGURAVE
Figura 1.1. Ndërtimi gjeologjik i zonës ................................................................................................. 22
Figura 1.2. Harta hidrogjeologjike e Tiranës........................................................................................ 23
Figura 1.3. Harta tektonike e Shqipërisë ............................................................................................... 25
Figura 2.1: Koeficienti i transmetimit të valëve në atmosferë. .............................................................. 44
Figura 2.2: Skema e gjeometrisë tipike të përftimit me shikim anash e një sistemi SAR në mënyrën
stripmap................................................................................................................................................. 45
Figura 2.3: Skema e llogaritjes së zhvendosjes Doppler për shkak të lëvizjes relative Tokë-satelit. .... 51
Figura 2.4: Pjesë e një imazhi SAR të përftuar nga sateliti CSK-Sat1 (zona Langnau). ...................... 55
Figura 2.5: Deformimet gjeometrike në imazhet radar: foreshortening, layover e shadow (Triani, 2006).
............................................................................................................................................................... 58
Figura 3.1: Gjeometria e përftimit interferometrik me anë të kalimeve të përsëritura të të njëjtit sensor
mbi të njëjtën zonë. ................................................................................................................................ 61
Figura 3.2: Faza interferometrike e përftuar nga një çift imazhesh COSMO-SkyMED (Langnau)...... 63
Figura 3.3: Faza interferometrike (pa ndikimin e sipërfaqes së rrafshët) e dy imazheve COSMO-
SkyMED (Lombardia): .......................................................................................................................... 65
Figura 3.4: Harta e koherencës ndërmjet dy imazheve COSMO-SkyMED (Lombardia):
............................................................................................................................................................... 67
Figura 3.5: Gjeometria bazë e përftimit të imazheve SAR. ................................................................... 69
Figura 3.6: Faza interferometrike para (a) dhe pas (b) kompensimit të fazës së sipërfaqes së sheshtë i
një çifti imazhesh COSMO-SkyMED (Lombardia). .............................................................................. 72
Figura 3.7: Funksioni i transferimit të kernelit kosinusi i ngritur (Cho et a., 2005)............................. 78
Figura 3.8: Koherenca dhe gabimi i fazës për kernel të ndryshëm interpolimi (Cho et al., 2005). ...... 78
Figura 3.9: Diagrama e zinxhirit SPINUA (Bovenga, 2005). ............................................................... 84
Figura 3.10: Sasia vjetore e ujit të nxjerrë nga nëntoka nga puset e regjistruara në Xhakarta (Sudibyo,
1999) ..................................................................................................................................................... 85
Figura 3.11: Wieliczka........................................................................................................................... 86
Figura 3.12: Paraqitja e zonave problematike:..................................................................................... 87
Figura 3.13: Harta e shpejtësisë mesatare të tokës e marrë duke zbatuar teknikën DInSAR SBAS.
Periudha kohore e mbulimit është nga 1992 deri më 2000. .................................................................. 89
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
10
Figura 3.14: Harta e vendndodhjes së zonës së studimit, e marrë nga një imazh ETM Landsat të datës 7
korrik 2001. Katrori i zi në imazh pasqyron fushën e studimit. ............................................................ 90
Figura 4.1: Diagrama e teknikës SPINUA. ........................................................................................... 96
Figura 4.2: Paraqitja e një harte të prodhuar nga SPINUA me praninë e pikave në lëvizje përgjatë
rrugës në rrethinat e Barriterit, Itali. Zhvendosjet kanë ndodhur si pasojë e paqëndrueshmërisë së
skarpatës, siç raportohet nga matjet e kryera në kuadër të projektit IFFI. .......................................... 97
Figura 4.3: Fazat kryesore të përpunimit i të dhënave SAR për zonën e studimit. ............................... 98
Figura 4.4: Shtrirja gjeografike e zonës së përpunuar. ....................................................................... 102
Figura 4.5: Zona e mbulimit dhe mbivendosja relative e imazheve që përbëjnë grupin e të dhënave ERS.
............................................................................................................................................................. 102
Figura 4.6: Harta e shpejtësive mesatare të KQ të vlerësuara për të gjithë periudhën e monitorimit (gati
8 vite). Harta ka një shtrirje prej 91 km × 101 km. Ngjyra e KQ tregon vlerën e shpejtësisë mesatare e
kodifikuar sipas shkallës së ngjyrave që tregohet në cepin e majtë lart të figurës. ............................ 103
Figura 4.7: Harta e shpejtësive mesatare e KQ të vlerësuara për të gjithë periudhën e monitorimit (gati
8 vite) të zonës së studimit. Ngjyra e KQ tregon vlerën e shpejtësive mesatare e kodifikuar sipas shkallës
së ngjyrave që tregohet në cepin e djathtë poshtë të figurës. .............................................................. 104
Figura 4.8: Në figurë është paraqitur shembulli i një KQ pothuajse i palëvizshëm. Zhvendosja është
matur në milimetra në boshtin e ordinatave, ndërsa në boshtin e abshisave paraqiten datat e përftimit
të imazheve ERS të përpunuara. Koherenca për një periudhë të gjatë e KQ është 0.99 (parametri Coh).
............................................................................................................................................................. 104
Figura 4.9: Në figurë është paraqitur shembulli i një KQ pothuajse i palëvizshëm. Zhvendosja është
matur në milimetra në boshtin e ordinatave, ndërsa në boshtin e abshisave paraqiten datat e përftimit
të imazheve ERS të përpunuara. Koherenca për një periudhë të gjatë e KQ është 0.97 (parametri Coh).
............................................................................................................................................................. 105
Figura 4.10: Në figurë është paraqitur shembulli i një KQ me shpejtësi mesatare pothuajse zero, por me
një lëvizje prej disa milimetrash në periudhën 1997÷2000................................................................. 105
Figura 4.11: Hapat kryesore të përpunimit të të dhënave ASAR në zonën e studimit. ........................ 106
Figura 4.12: Shtrija gjeografike e zonës së studimit. .......................................................................... 109
Figura 4.13: Mbulimi dhe mbivendosja relative e imazheve që formojnë të dhënat ASAR. Siç u tha më
lart, imazhi i datës 5 Nëntor 2004 u eliminua nga përpunimi, sepse paraqiste një mbivendosje të vogël
me imazhet e tjera të të dhënave. ........................................................................................................ 110
Figura 4.14: Harta e shpejtësive mesatare të KQ të vlerësuara për të gjithë periudhën e monitorimit
(rreth 7.5 vite). Harta ka një shtrirje prej rreth 93 km × 105 km. Ngjyra e KQ paraqet vlerën e shpejtësisë
mesatare e kodifikuar sipas shkallës së ngjyrave që jepet në cepin e majtë lart. ............................... 111
Figura 4.15: Në figurë paraqitet shembulli i një KQ pothuajse të pa lëvizur. Zhvendosja jepet në
milimetra në ordinatë, ndërsa në boshtin e abshisave janë shënuar datat e përftimit të imazheve ERS të
përpunuara. Koherenca e gjithë periudhës për KQ është 0.97 (parametri Coh). ............................... 111
Figura 4.16: Në figurë është paraqitur shembulli i një KQ me shpejtësi mesatare shumë të ulët.
Zhvendosja jepet në milimetra në ordinatë, ndërsa në boshtin e abshisave janë shënuar datat e përftimit
Spartak KUÇAJ
11
të imazheve ERS të përpunuara. Vihet re prania e një jo lineariteti në tendencën e zhvendosjes së KQ të
zgjedhur. .............................................................................................................................................. 112
Figura 4.17: Sistemi COSMO-SkyMed në konfigurimin nominal orbital. ........................................... 113
Figura 4.18: Imazhi COSMO-SkyMed Enhanced Spotlight i qytetit Massaciuccoli: zonat ujore dhe
sipërfaqet e përmbytura shfaqen të errëta, ndërsa rrugët, qyteti dhe toka e zhveshur paraqiten më të
qarta. Në fund të imazhit vihet re një reflektor, i cili paraqet një konfigurim dy ose trifaqesh, gjë që e
bën atë një një sinjal shumë të fuqishëm në rikthim (në formë kryqi). ................................................ 114
Figura 4.19: Fazat kryesore të përpunimit të të dhënave COSMO-SkyMed për zonën e studimit. ..... 115
Figura 4.20: Mbulimi dhe mbivendosja relative e imazheve që formojnë të dhënat COSMO-SkyMed.
............................................................................................................................................................. 119
Figura 4.21: Mbulimi në sipërfaqe i mesatares së imazheve amplitudë të SAR që formojnë të dhënat
COSMO-SkyMed. ................................................................................................................................ 119
Figura 4.22: Imazhi SAR i amplitudës (imazhi poshtë) i përftuar nga amplituda e të gjithë imazheve SAR
që formojnë grupin e të dhënave. Imazhi i sipërm është imazhi korrespondues optik satelitor i zonës së
interesit i marrë nga Google Earth. Siç shihet, zona e interesit është qendra e Tiranës. ................... 120
Figura 4.23: Imazhi SAR i amplitudës (imazhi poshtë) i përftuar nga amplituda e të gjithë imazheve SAR
që formojnë grupin e të dhënave. Imazhi i sipërm është imazhi korrespondues optik satelitor i zonës së
interesit i marrë nga Google Earth. Siç shihet, zona e interesit është aeroporti i Tiranës. ................ 121
Figura 4.24: Imazhi SAR i amplitudës (imazhi poshtë) i përftuar nga amplituda e të gjithë imazheve SAR
që formojnë grupin e të dhënave. Imazhi i sipërm është imazhi korrespondues optik satelitor i zonës së
interesit i marrë nga Google Earth. Siç shihet, zona e interesit përfshin disa liqene në veri të Tiranës.
............................................................................................................................................................. 122
Figura 4.25: Imazhi SAR i amplitudës (imazhi poshtë) i përftuar nga amplituda e të gjithë imazheve SAR
që formojnë grupin e të dhënave. Imazhi i sipërm është imazhi korrespondues optik satelitor i zonës së
interesit i marrë nga Google Earth. Siç shihet, zona e interesit përfshin një pjesë të rrugës Tiranë-Durrës
në veriperëndim të Tiranës. ................................................................................................................. 123
Figura 4.26: Harta e shpejtësive mesatare e KQ, e vlerësuar për të gjithë kohën e monitorimit (rreth tri
vite). ..................................................................................................................................................... 124
Figura 4.27: Harta e shpejtësive mesatare e KQ, e vlerësuar për të gjithë kohën e monitorimit (rreth tri
vite). Në hartë është paraqitur një zonë në verilindje të Tiranës, e cila dominohet nga objekte me
paqëndrueshmëri të lartë. ................................................................................................................... 124
Figura 4.28: Zhvendosje të paraqitura në Babrru. Në pjesën e sipërme djathtas është paraqitur një
shembull i zhvendosjes në kohë i një KQ; siç shihet zhvendosja nuk është lineare dhe ka një shpejtësi
mesatare prej 7 mm/vit. ....................................................................................................................... 125
Figura 4.29: Zhvendosje të paraqitura në Yzberish. ........................................................................... 125
Figura 4.30: Shembuj të zhvendosjeve në kohë që lidhen me uljet e evidentuara në Yzberish. Bien në sy
lëvizje me një shpejtësi mesatare më të larta se 1 cm/vit dhe me një ligjshmëri jo lineare. ............... 126
Figura 4.31: Uljet e shfaqura në zonën e Laknasit. ............................................................................. 127
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
12
Figura 4.32: Shembuj të zhvendosjeve në kohë që lidhen me uljet e evidentuara në Laknas. Bien në sy
lëvizje me një shpejtësi mesatare më të vogla ose të barabarta me 1 cm/vit. ..................................... 127
Figura 4.33: Ulje të evidentuara në zonën e Lundrës dhe një shembull i zhvendosjes jo lineare të njërit
prej KQ në këtë zonë. .......................................................................................................................... 128
Figura 4.34: Zhvendosje milimetrike jo lineare të strukturave në afërsi të aeroportit. ....................... 128
Figura 4.35: Ulje të evidentuara në Gjokaj. ........................................................................................ 129
Figura 4.36: Shembuj të zhvendosjeve milimetrike jo lineare në zonën e uljeve në Gjokaj. ............... 129
Spartak KUÇAJ
13
INDEKSI I TABELAVE
Tabela 4.1. - Lista e imazheve ERS të përdorura në këtë studim. ......................................................... 99
Tabela 4.2. - Parametrat e përftimit të imazheve ERS të përdorura në këtë studim (pjesa 1). ........... 100
Tabela 4.3. - Parametrat e përftimit të imazheve ERS të përdorura në këtë studim (pjesa 2). ........... 100
Tabela 4.4. - Lista e imazheve ASAR të përpunuara. Përveç imazheve të listuar në këtë tabelë, ishte në
dispozicion edhe imazhi i datës 4 Nëntor 2004, i cili u skualifikua për shkak të një mbivendosjeje të
pjesshme me imazhet e tjera e që do të ndikonte shumë në shtrirjen e zonës së studimit. .................. 107
Tabela 4.5. - Parametrat e përftimit të imazheve ASAR të përdorura në këtë studim (pjesa 1). ......... 108
Tabela 4.6. - Parametrat e përftimit të imazheve ASAR të përdorura në këtë studim (pjesa 2). ......... 108
Tabela 4.7. - Lista e imazheve COSMO-SkyMed të përdorura në këtë studim (me ngjyrë të kuqe është
shënuar data e imazhit të zgjedhur si Master: 26 qershor 2012)........................................................ 116
Tabela 4.8. - Parametrat e përftimit të imazheve COSMO-SkyMed të përdorura në këtë studim (pjesa
1). ........................................................................................................................................................ 117
Tabela 4.9. - Parametrat e përftimit të imazheve COSMO-SkyMed të përdorura në këtë studim (pjesa
2). ........................................................................................................................................................ 117
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
14
LISTA E SHKURTESAVE
APS Atmospheric Phase Screen
COSMO SkyMed COnstellation of small Satellites for the Mediterranean basin
Observation
DEM Digital Elevation Model
DFT Discrete Fourier Transform
DInSAR Differential SAR Interferometry
ENVISAT/ASAR ENVIronmental SATellite/Advanced Synthetic Aperture Radar
ERS-1/-2 European Remote Sensing Mission 1 and 2
GPS Global Positioning System
InSAR Interferometric Synthetic Aperture Radar
INSTAT Instituti i Statistikave
KQ Kthyesit të Qëndrueshëm
LOS Line Of Sight
LOS Line Of Sight
MTI Multi Temporal Interferometry
PRF Pulse Repetition Frequency
PS Persistent Scatterer
PSC Persistent Scatterer Candidates
PS-InSAR Persistent Scatterers Interferometric SAR technique
Radar Radio detection and ranging
RAR Real Aperture Radar
RCS Radar Cross Section
SAR Synthetic Aperture Radar
SLAR Side-Looking Airborne Radar
SLC Single Look Complex
SNR Signal to Noise Ratio
SPINUA Stable Point INterferometry over Unurbanised Areas
Spartak KUÇAJ
15
ABSTRAKT
Ndryshimi i sistemit në fillimin e viteve ’90 u shoqërua, përveç të tjerave, edhe me një
rikonceptim të funksionit, për të cilin ishin ndërtuar, të objekteve të banimit. Katet e para, më
gjerësisht, dhe jo vetëm, ndryshuan qëllimin fillestar të tyre, banimin, dhe u përshtatën, në rastin
më të mirë, në objekte shërbimi; lokale, në të shumtën e rasteve. Ky ndryshim, fatkeqësisht, u
shoqërua me ndërhyrje në konstruksionin e këtyre banesave brenda hapësirave personale. Duke
qenë se shumica e banesave të ndërtuara para viteve ’90 janë ndërtuar vetëm me tulla, pa kolona
mbajtëse, një ndërhyrje e tillë u pasua me dëmtimin e tyre. Ndonëse shpejtësia e uljeve të tyre
nuk është e madhe në njësinë e kohës rezultantja e saj për një periudhë kohore të gjatë në disa
raste është shoqëruar me dëmtime serioze.
Dëmtime të objekteve të banimit e atyre industriale dhe minerare kanë ndodhur edhe si pasojë
ndërtimit të tyre në zonat e shfrytëzuara minerare. Në këtë rast dëmi është më i madh dhe më i
shpejtë edhe si pasojë e hapësirave minerare, tashmë të lëna në mëshirën e fatit në shumicën e
rasteve.
Qyteti i Tiranës është më i rrezikuari krahasuar me qytetet e tjera, kjo në kuadrin e lëvizjeve të
mëdha demografike dhe orientimit të ekonomisë nga sektori i ndërtimit. Kjo edhe për faktin se
tashmë objektet e banimit dhe ato të shërbimeve të ndërtuara pas viteve ’90 janë shumë më të
larta dhe më të mëdha në sipërfaqe sesa ato ekzistueset. Ndërtimi i këtyre ndërtesave në një
zonë të tillë si dhe në zona, të cilat sipas studimeve gjeologjike, janë të paqëndrueshme dhe të
papërshtatshme për ndërtime shumëkatëshe e bën edhe më të domosdoshëm një studim të tillë.
Shqyrtimi me seriozitet i këtij problemi do të bëjë të mundur evidentimin e zonave apo
ndërtimeve të rrezikuara dhe parandalimin rrezikut që e shoqëron këtë fenomen.
Teknikat e serive shumë kohore InSAR janë ndërtuar për të vlerësuar karakteristikat kohore të
deformimit të sipërfaqes duke kombinuar informacionin e shumë imazheve SAR të përftuara
në kohë të ndryshme. Në shumë raste, këto teknika na ndihmojnë të matim sinjalet e deformuara
në zona ku me teknikën e zakonshme InSAR nuk është e mundur dhe gjithashtu të minimizojmë
gabimin që lidhet me matjet e deformuara. Ndërmjet këtyre metodave, metoda e Kthyesve të
Qëndrueshëm (KQ) punon duke identifikuar elementet e rezolucionit në tokë që dominohen
nga një kthyes i vetëm. Një kthyes i qëndrueshëm paraqet një dekorrelacion të vogël të bazës
dhe kohës për shkak të qëndrueshmërisë së tij, mekanizmi i kthyesit pikë. Në zonat urbane,
ndërtesat dhe strukturat e tjera të ndërtuara nga njeriu shpesh veprojnë si KQ për shkak të
sjelljes kthyese të cepave si reflektor dhe reflektimit të lartë radar. Prandaj, teknikat PS-InSAR
të bazuara në amplitudë kanë rezultuar të jenë shumë efektive në zonat urbane. Në terrenet
natyrore, mungesa e strukturave të shndritshme të ndërtuara nga njeriu e bën vlerësimin e
deformimit duke përdorur teknikat PS-InSAR një sfidë më vete. Pengesa kryesore ndeshet në
hapin e zbërthimit të fazës, ku zgjidhjet varen drejtpërdrejt në densitetin e rrjetit të pikave PS.
Fjalë kyçe: InSAR, PS-InSAR, radar, MTI, lëvizjet e sipërfaqes, zhvendosjet e terrenit.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
16
PJESA I - TË PËRGJITHSHME
Spartak KUÇAJ
17
1. Shtrimi i problemit
Qëndrueshmëria e objekteve të banimit ka qenë dhe është një sfidë e madhe për arkitektët,
projektuesit, ndërtuesit dhe konstruktorët. Kjo paqëndrueshmëri lidhet me të dy shkaktarët
përgjegjës si ato natyrorë, ashtu edhe ato njerëzorë.
Fenomenet natyrore që ndikojnë në qëndrueshmërinë e objekteve të banimit mund ti ndajmë në
dy grupe: në fenomene me dinamikë të avashtë dhe në ato me dinamikë të shpejtë. Në grupin e
parë përfshihen rrëshqitjet, zhytjet dhe mbihipjet, ndërsa grupi i dytë përfaqësohet më së miri
nga tërmetet. Duke qenë se tërmetet kanë një dinamikë shumë të shpejtë dhe është e pamundur
të ndiqet një dinamikë e tyre, në këtë punim jemi përqendruar në grupin e parë të fenomeneve
natyrore.
Fenomenet e shfaqura nga aktiviteti njerëzor mund ti ndajmë në dy grupe: në fenomene që
lidhen kryesisht me prishjen e ekuilibrave natyrorë të terrenit, si dhe në fenomene që lidhen me
prishjen e ekuilibrave fizikë të ndërtimeve. Në grupin e parë përfshihen të gjitha punimet
nëntokësore dhe ato sipërfaqësorë që kryhen në afërsi ose direkt nën zonën e interesit, ndërsa
në grupin e dytë hyjnë të gjitha ndërhyrjet e kryera në strukturën e objekteve ekzistuese.
Dhe, pikërisht, këto të fundit u bënë shkas i këtij punimi. Siç dihet, objektet ekzistuese të
banimit dhe më konkretisht bodrumet dhe katet e para të tyre në shumicën e rasteve ndryshuan
qëllimin përfundimtar të tyre. Ato u përshtaten në ambiente biznesi, gjë e cila u shoqërua me
ndërhyrje në strukturën e ndërtimit. Kjo gjë ka sjellë, diku më shumë e diku më pak, një prishje
të ekuilibrit fizik të ndërtesave. Këto lëvizje kanë qenë të madhësive të ndryshme, vlera këto që
lidhen në mënyrë të drejtpërdrejtë më shkallën e ndërhyrjes si dhe me qëndrueshmërinë e
strukturës. Për këtë arsye janë evidentuar lëvizje deri në rendin e disa centimetrave.
Një problematikë tjetër që solli nevojën e këtij punimi janë edhe ndërtimet e pas viteve ’90. Kjo
gjë lidhet me disa faktorë, por më kryesorët janë cilësia e ndërtimeve dhe mosnjohja e mirë e
trojeve të ndërtimit (mungesa e një studimi të mirëfilltë gjeologjik). Duke qenë se kërkesat për
banesa u rritën në mënyrë të shpejtë dhe tregu ishte i siguruar, ndërtuesit në heshtje, në rastin
më të mirë, i neglizhuan kriteret teknike të ndërtimit. Gjatë ndërtimit të objekteve u anashkaluan
kushtet teknike duke mos ruajtur kohën e duhur për ndërtim, po ashtu nuk u ruajt edhe lartësia
e kateve të pranueshme për zonën e ndërtimit. Duke qenë se mungonte studimi gjeologjik dhe
jo vetëm, nuk u mor parasysh ngarkesa e lejuar në këto zona. Si rrjedhojë, këto dy faktorë u
bënë shkak edhe për një cilësi të dobët të ndërtimeve si dhe shfaqjen e problemeve të dukshme
dhe të padukshme në këto ndërtime.
Për arsyet që u thanë më sipër dhe duke qenë se një studim i tillë nuk është kryer asnjëherë në
vendin tonë lindi nevoja e një vlerësimi të tillë. Duke qenë se metodat tradicionale nuk japin
një vlerësim të plotë për sipërfaqe të mëdha si dhe duke qenë se përdorimi i tyre ka një kosto të
madhe, u mendua që të përdoren metoda më të avancuara. Këto metoda lidhen me ekzistencën
e një arkivi të imazheve satelitore, gjë e cila bën të mundur shfrytëzimin e tyre në kohë të
ndryshme dhe për sipërfaqe të mëdha.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
18
Duke qenë se një studim i tillë jep një tendencë të lëvizjeve të objekteve të banimit (sigurisht
që flitet për ato objekte që kanë) në kohë (Prati et al., 1992), bëhet i mundur evidentimi dhe
përcaktimi i saktë i zonave dhe objekteve të rrezikuara. Gjithashtu, në fund, jepen edhe hartat
e zhvendosjeve për të gjitha objektet.
Matjet e deformimit të sipërfaqes janë kritike për studim. Matjet gjeodezike japin informacion
të paçmueshëm, dhe, gjithashtu, luajnë një rol të rëndësishëm në monitorimin e rrëshqitjeve
aktive duke siguruar një informacion të rëndësishëm në kinetikën e tyre. Rrjetet e sistemeve
globale të pozicionimit (GPS) dhe interferometria e radarit me hapje sintetike (SAR) janë dy
teknikat më të njohura që përdoren për matjen e deformimit të sipërfaqes. InSAR-i ka një
përparësi unike në aftësinë e tij për matur deformimet në një saktësi prej disa centimetrash për
një zonë shumë të madhe (disa qindra kilometra). Megjithatë, pothuajse çdo interferogramë
përfshin zona të gjëra ku sinjalet nuk korrelojnë për shkak të gjeometrisë së imazhit, bimësisë
ose ndryshimeve të cilësisë reflektuese të sipërfaqes dhe ku nuk ka mundësi të kryhen matje të
besueshme. Për më tepër, matjet e deformimit me anë të një interferograme ndikohen nga
luhatjet e vetive atmosferike. Kthyesit e përhershëm (PS) i përkasin një familjeje të teknikave
shumë kohore SAR, të cilat merren me problemet e dekorrelacionit dhe të atmosferës të InSAR-
it tradicional.
Në fillim, teknikat PS-InSAR u ndërtuan të identifikonin kthyesit shumë të shndritshëm, vetitë
reflektuese të të cilëve ndryshonin shumë pak në kohë dhe në gjeometrinë e shikimit. Teknika
të tilla punojnë mirë në zonat urbane, ku strukturat e ndërtuara nga njeriu sillen si cepa të
fuqishëm reflektues, por ato nuk japin rezultate të kënaqshme në terrenet e mbuluara me bimësi.
2. Qëllimi dhe objektivat
2.1 Qëllimi
Qëllimi i parë i këtij studimi është evidentimi i pranisë së uljeve në objektet dhe blloqet e
ndërtimit, shkaqet, ndikimi dhe rreziku që shfaqet nga këto ulje.
Qëllimi i dytë i këtij studimi lidhet me ndërgjegjësimin e organeve përkatëse lokale dhe qendrore
për rëndësinë e këtij studimi në lidhje me parandalimin fatkeqësive të mundshme që rrjedhin
nga evidentimi i objekteve dhe zonave problematike.
2.2 Objektivat
Për të arritur këto qëllime, objektivat, gjatë realizimit të këtij punimi, kanë qenë:
Përdorimi i një arkivi imazhesh për një periudhë prej 22 vitesh (1992-2014);
Ruajtja e rezultateve;
Përpunimi i rezultateve;
Spartak KUÇAJ
19
Ndërtimi i hartave të zhvendosjeve për të gjitha objektet.
3. Organizimi i tezës
Ky punim është konceptuar të paraqitet në tri pjesë kryesore të cilat janë: Pjesa e përgjithshme,
Pjesa teorike dhe Pjesa praktike.
Në Pjesën e përgjithshme janë paraqitur shtrimi i problemit, qëllimi, objektivat dhe të
përgjithshme mbi rajonin e Tiranës (zonës tonë të studimit).
Në Pjesën teorike janë dhënë bazat teorike të telerilevimit SAR dhe interferometrisë SAR, si
dhe është paraqitur një studim bibliografik me anën e disa zbatimeve praktike të kësaj metode
ne vende të ndryshme të botës.
Në Pjesën praktike është paraqitur algoritmi i përdorur për të përpunuar imazhet satelitore. Janë
dhënë tre llojet sensorëve dhe të imazheve të përdorura për këtë punim, ERS-1/-2,
ENVISAT/ASAR dhe COSMO SkyMed.
Në fund jepen edhe përfundimet dhe rekomandimet.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
20
KAPITULLI 1 - Të dhëna të përgjithshme për rajonin e Tiranës
Spartak KUÇAJ
21
1.1 Ndërtimi gjeologjik
Zona e studimit lokalizohet në qytetin e Tiranës, i cili ndodhet në pjesën juglindore të Sinklinalit
të Tiranës.
Sinklinali i Tiranës bën pjesë në Ultësirën Pranadriatike, ai ndodhet në lindje të saj. Ai përbën
një element struktural me gjatësi për rreth 60 km në drejtimin VP-JL, midis ballit të strukturave
të Albanideve dhe linjës së formuar nga antiklinali i Paprit dhe monoklinali i Prezës.
Marrëdhëniet e sinklinalit të Tiranës me strukturat përreth janë tektonike. Tektonika që ndan
sinklinalin e Tiranës me strukturën e Dajtit shtrihet në rrëzë të vargut Krujë-Dajt dhe ka rënie
lindore. Thyerja që ndan sinklinalin e Tiranës nga monoklinali i Prezës është një thyerje
kundërhypse dhe si e tillë ka bërë që sinklinali i Tiranës të ketë një asimetri të theksuar
perëndimore.
1.1.1 Gjeomorfologjia
Nga pikëpamja gjeomorfologjike, qyteti i Tiranës ndodhet në një rrafshinë me rënie të lehtë në
drejtim të veri-perëndimit, e cila është formuar nga mbushja me depozitime aluviale e strukturës
sinklinale në fund të Neogjenit dhe fillim të Pleistocenit.
Forma e rrafshinës është e kushtëzuar nga forma e zgjatur e strukturës ku kanë formuar rrjedhjet
e tyre lumenjtë që përshkojnë qytetin e Tiranës: Lumi i Tiranës dhe ai i Lanës. Duke gjykuar
nga trashësia e depozitimeve kuaternare dhe mënyra e vendosjes së tyre në këtë territor rezulton
se gjatë kuaternarit kanë mbizotëruar lëvizjet ulëse. Më vonë si rezultat i ngritjes së krahut
lindor të Sinklinalit Tiranë-Ishëm ka ndodhur një rritje e procesit të erozionit gjë që vihet re me
thellimin e shtretërve të lumenjve dhe trashësinë e vogël të zhavorreve në shtrat.
Zona e interesit ndodhet në kufirin midis njësisë fushore dhe njësisë kodrinore të qytetit të
Tiranës.
1.1.2 Stratigrafia
Pjesa e depozitimeve që paraqesin interes përbëhet nga shkëmbinjtë rrënjësorë, të përfaqësuar
nga depozitimet Miocenit të Sipërm (Tortonian-Messinianit) dhe depozitimet e Kuaternarit, të
përfaqësuar nga depozitimet aluviale.
Mioceni i Sipërm (N13)
Në depresionin e Tiranë-Ishmit takohen depozitimet e Miocenit të Sipërm të pandara. Nga ana
litologjike depozitimet e këtij nënseksioni përfaqësohen nga alternime të njëpasnjëshme midis
pakove të trasha ranore dhe atyre argjilo-alevrolitore. Ranoret paraqiten në trajtë pakosh të
trasha 4 ÷ 5 m deri 15 ÷ 20 m. Janë më ngjyrë gri të errët deri kafe e çelur, kokërrmëdhenj deri
kokërr mesëm të çimentuar dobët.
Argjilat formojnë paketa me trashësi 2 ÷ 3 m deri 6 ÷ 7 m dhe përgjithësisht janë alevritike.
Kanë ngjyre gri hiri deri jeshile të hapur, herë-herë me ndërtim guaskor.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
22
Kuaternari
Këto depozitime janë shumë të zhvilluara në Depresionin e Tiranës dhe formojnë një mbulesë
gati horizontale me trashësi nga 20 deri ne 100 m, trashësi, e cila rritet shumë duke shkuar në
drejtim të veri-perëndimit. Depozitimet përfaqësohen në pjesën më të madhe të tyre nga
depozitimet e tarracave aluviale të lumenjve Tirana, Lana, Erzeni dhe degëve të tyre. Nga
pikëpamja litologjike janë suargjila, surëra, rëra, zhavorre dhe rrallë argjila.
Figura 1.1. Ndërtimi gjeologjik i zonës
Depozitimet deluviale shfaqen në zonat kodrinore që rrethojnë fushën. Kufijtë midis tyre nuk
janë të qartë dhe kalimet nga njëri tip tek tjetri dallohen me shumë vështirësi. Trashësia e tyre
është e vogël nga 1 deri në 5 m, por që arrin deri në 15 m në zona të veçanta (Liqeni Artificial
i Tiranës). Litologjikisht ata janë të ndryshueshëm në funksion të formacionit bazë. Në këto
depozitime vërehen fenomene të bymim-tkurrjes dhe fenomene gjeodinamike si rrëshqitje etj.
Depozitimet e dobëta përfaqësohen nga lentet lymore, veçanërisht në disa zona të tarracave të
para të lumenjve Tirana dhe Lana pozicioni i të cilave është vështirë për t’u përcaktuar.
Depozitimet antropogjenë të lidhur me veprimtarinë njerëzore përfaqësojnë një gamë të gjerë
dherash nga mbetjet e industrisë së ndërtimit deri tek mbetjet urbane. Këto depozitime janë të
papërshtatshme nga ana gjeoteknike dhe nuk mund të shërbejnë si bazament për industrinë e
ndërtimit.
Spartak KUÇAJ
23
1.2 Kushtet hidrogjeologjike
Në sinklinalin e Tiranës, i favorizuar edhe nga morfologjia, takohet edhe një rrjet i zhvilluar
hidrografik i përfaqësuar nga Lumi i Tiranës, Lumi i Lanës dhe Lumi i Tërkuzës. Vlen të
theksohet se këta lumenj kanë luajtur rolin kryesor në mbushjen e fushës së Tiranës me
sedimente të reja. Këto sedimente sot takohen në tarracat që shoqërojnë luginat e lumenjve të
përmendur më sipër.
1.2.1 Veçoritë hidrologjike-hidrogjeologjike
Qyteti i Tiranës përshkohet nga dy lumenj, njëri mban emrin e vetë qytetit dhe tjetri është Lumi
i Lanës.
Figura 1.2. Harta hidrogjeologjike e Tiranës
Lumi i Tiranës përfaqëson arterien kryesore hidrografike të qytetit dhe të zonës së Tiranës. Ky
lum pret masivin gëlqeror të Dajtit duke formuar kështu një luginë në formë V në zonën e
Tujanit, e cila më poshtë kalon në një formë trapezoidale.
Lumi i Lanës është më i ri në moshë dhe e ka burimin në zonën e Lanabregasit që gjendet në
rrëzën e masivit gëlqeror të Dajtit. Lugina është në formë V në pjesën e sipërme, ndërsa në
brendësi të qytetit një pjesë e mirë është e sistemuar. Në fillimet e tij ky lum ishte një degë e
Lumit të Tiranës, por që më vonë u nda si një lum më vete si rezultat i veprimtarisë së lartë
erozive.
Duke analizuar të dhënat gjeomorfologjike kuptohet që në të kaluarën lumi i Tiranës derdhej
në Lumin Erzen në afërsi të Urës së Beshirit. Zhvendosja e tij në veri-perëndim, në rrjedhjen e
sotme është shkaktuar nga lëvizjet neotektonike.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
24
Fusha e Tiranës përbën pjesën jugore të pellgut ujëmbajtës subartezian Tiranë-Ishëm i mbushur
me depozitime kuaternare aluviale, eluviale e deluviale me potencë nga disa metra në lindje
deri në mbi 40 m në perëndim dhe jug-perëndim të fushës.
Horizonti i ujërave freatike lidhet me konglomeratet me çimentim të dobët të tarracave të
mbizallishtores. Ujëmbajtja e këtij horizonti rritet nga lindja në perëndim. Në zonat e thellimeve
erozionale këto ujëra freatike drenojnë në sipërfaqen e tokës në nivelin e tarracës së parë duke
krijuar zona moçalore (Uzina Dinamo, ish-Shkolla e Partisë, Kombinati). Niveli maksimal
arrihet në muajt Shkurt dhe Mars, ndërsa ai minimal në Shtator-Tetor me një amplitudë që
luhatet nga 3 m në zonën qendrore deri në 5 m në zonat lindore dhe perëndimore. Zona me nivel
më të thellë është zona lindore (Rrapi i Treshit, Kinostudio nën 10 m), zona me nivel më të
cekët është zona qendrore e perëndimore (Yzberisht deri në Rrugën e Durrësit). Drejtimi i
lëvizjes është nga lindja në perëndim ose paralel me rrjedhjen e Lumit të Tiranës.
Dallohen dy komplekse ujëmbajtës: kompleksi kuaternar dhe kompleksi mollasik.
1.2.2 Kompleksi kuaternar
Horizonti i ujërave freatike lidhet me zhavorret dhe konglomeratet me çimentim të dobët të
tarracave të mbi zallishtores. Ujë mbajtja e këtij horizonti rritet nga lindja në perëndim. Në
zonat e thellimeve erozionale këto ujëra freatike drenojnë në sipërfaqen e tokës në nivelin e
tarracës së parë duke krijuar zona moçalore (Uzina Dinamo, Kombinati etj.). Niveli maksimal
arrihet në muajt Shkurt dhe Mars, ndërsa ai minimal në Shtator-Tetor me një amplitudë që
luhatet nga 3 m në zonën qendrore deri në 5 m në zonat lindore dhe perëndimore. Zona me nivel
më të thellë është zona lindore (Rrapi i Treshit, Kinostudio nën 10 m), zona me nivel më të
cekët është zona qendrore e perëndimore (Yzberisht deri në Rrugën e Durrësit). Drejtimi i
lëvizjes është nga lindja në perëndim, ose paralel me rrjedhjen e Lumit të Tiranës.
1.2.3 Kompleksi mollasik
Ky kompleks është i përhapur në të gjithë pellgun ujëmbajtës Tiranë - Ishëm. Ai ndërton zonën
kodrinore të qytetit të Tiranës, Kodrat e Saukut, Liqenit Artificial, Yzberishtit, Mëzez - Kashar,
kodra e Domjes, kodrat e Bërxullit e në vazhdim ato të Prezës etj. Gjithashtu ky kompleks
përhapet nën depozitimet kuaternare duke shërbyer si taban i këtyre depozitimeve. Ky
kompleks përfaqësohet nga ndërthurja e ranoreve, argjilave dhe alevroliteve.
Ky kompleks ka përhapje në të gjithë zonën. Trashësia e këtyre formacioneve është e madhe,
ajo arrin nga disa metra deri në qindra metra. Në këtë kompleks takohen disa shtresa ranore, të
cilat paraqesin interes në pikëpamje hidrogjeologjike, për sasi relativisht të vogla të ujërave
nëntokësore. Në përgjithësi kompleksi ujëmbajtës i ranorëve të Miocenit të Sipërm në zonën e
Tiranës ka veti filtruese e ujëmbajtëse të vogla. Takohen disa shtresa ranore me trashësi nga 2
÷ 3 m deri në 5 ÷ 10 m, rrallë herë më shumë. Prurja specifike luhatet nga 0.001 deri në 0.02
l/sek/m.
Spartak KUÇAJ
25
Ujërat nëntokësore të këtyre depozitimeve në përgjithësi kanë veti të mira fiziko-kimike. Ato
janë pa ngjyrë, pa erë, pa shije. Treguesit e përbërjes kimike janë të mirë, ato përdoren kryesisht
për ujë teknologjik dhe në disa shpime edhe për ujë të pijshëm. Në këto depozitime janë kryer
disa shpime me thellësi nga 100 ÷ 150 m. Këto shpime kanë dhënë sasi të vogla uji deri në 0.1
÷ 0.5 l/sek.
1.3 Tektonika
Gropa e Tiranës përfshihet në një strukturë regjionale thyerjesh inverse dhe mbihipjesh
postpliocenike që përbën stilin tektonik të Albanideve të jashtme (Hyseni et al.,1985). Ajo
formon një element strukturor të zgjatur që ndiqet për një distancë prej 60 km nga Elbasani deri
në Kepin e Rodonit. Aksi i kësaj strukture zhytet në drejtim të veri-perëndimit.
Figura 1.3. Harta tektonike e Shqipërisë
Në veri të Tiranës të dhënat ekzistuese tregojnë për një strukturë të gjerë sinklinale me ondulime
të brendshme, të formuar nga një seri depozitimesh të Tortonian-Pliocenit në pjesën më të
madhe të mbuluar nga depozitimet aluviale të Lumit Ishëm.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
26
Një thyerje regjionale e varrosur, me zhytje perëndimore pret krahun perëndimor të strukturës
duke e kufizuar atë nga strukturat me vergjencë lindore (Antiklinali në veri të Kepit të Rodonit
dhe Monoklinali i Prezës më në Jug).
Krahu lindor paraqet një kënd zhytje rreth 50° në bazë, i cili zvogëlohet gradualisht dhe herë-
herë pritet nga balli i mbihipjes i Zonës Kruja.
Këndi i madh i zhytjes së krahut perëndimor të strukturës kushtëzohet nga struktura antiklinale
e Papër-Roves me orientim VP-JL (H.GJ.R.P.S.SH, 1983), i cili më në veri ndiqet nga
Monoklinali i Prezës.
Duke ballafaquar të dhënat e nëntokës me të dhënat e terrenit arrihet në përfundimin se
nënshtresa Mz-Pg formon një sekuencë porcionesh me vergjencë perëndimore në ballin e zonës
Kruja, të vulosura depozitimet neogjenike të gropës, ndërkohë që strukturat e vetë gropës lidhen
me linjën me vergjencë lindore të atiklinalit të Paprit dhe monoklinalit të Prezës. Këto struktura
interpretohen si “back-thrusts” duke pasur parasysh vergjencën dominuese të Albanideve.
1.3.1 Rajonizimi gjeologo-inxhinierik i qytetit të Tiranës
Kushtet gjeologo-inxhinierike të qytetit të Tiranës jepen në bazë të përgjithësimit të materialit
të përftuar nga puna kërkimore, shkencore, projektuese e ndërtuese dhe vrojtimeve gjeologjike,
rilevimeve, sondimeve gjeofizike, shpimeve e gërmimeve dhe punimeve hidrogjeologjike mbi
bazën e së cilës u përpilua Harta Gjeologo-Inxhinierike në shkallën 1:10000 (Grup autorësh,
1985), e cila përbën bazën mbështetëse të Hartës së Mikrozonimit Sizmik për qëllim të
planifikimit urbanistik, projektimit të ndërtimeve me masa antisizmike sipas llojit të truallit.
Kriteret e rajonizimit gjeologo-inxhinierik janë:
kriteri morfologjik
trashësia e depozitimeve kuaternare
bazamenti (ranor ose argjio-alevrolitor)
vetitë fiziko-mekanike të shtresave
1.3.2 Vetitë fiziko-mekanike të truallit
Në bazë të rajonizimit gjeologo-inxhinierik të qytetit të Tiranës, depozitimet kuaternare ndahen
në shtate zona me nënzonat përkatëse dhe në sheshe gjeologo-inxhinierike me shtresat që i
përbëjnë.
Në njësinë fushore veçohen pesë zona gjeologo-inxhinierike:
Zona I - Zallishtorja e Lumit të Tiranës.
Spartak KUÇAJ
27
Zona II - Tarraca e parë e Lumit të Tiranës.
Zona III - Tarraca e parë e Lumit të Tiranës me mbulesë kënetore.
Zona IV - Tarraca e parë e Lumit të Lanës.
Zona V - Tarraca e dytë e Lumit të Tiranës.
1.3.3 Njësia kodrinore
Zona VI - Shkëmbinj rrënjësorë me ose pa mbulesë
Zona VII - Tarraca erozionalo-akumulative.
Shtresat më karakteristike që ndërtojnë zonat e lartpërmendura janë:
1. Suargjilat e verdha pa guriçka.
2. Suargjila të mesme kafe në të kuqërremtë pa guriçka.
3. Suargjila kafe në të kuqërremtë me 30÷40 % zaje zhavorri ranor.
4. Suargjila të verdha në të kaltër-lymore.
5. Zhavorre gëlqerorë të Lumit të Tiranës.
1.3.4 Vetitë elastike të trojeve
Qyteti i Tiranës ndahet në disa zona për sa i përket shpërndarjes së shpejtësive të valëve tërthore
(Vs) për shtresën sipërfaqësore:
- Zona me shpejtësi të lartë (Vs=350÷400 m/s)
Përfshin kryesisht trojet kodrinore të përbëra prej ranoreve të prejardhur të Tortonianit me
trashësi deri në 0.5 m. Sipas matjeve të shpejtësive në pikën etalon që korrespondon me këto
lloj depozitimesh duhet theksuar se këta ranorë e kanë këtë shpejtësi karakteristike deri në
thellësinë 2 m. Më poshtë rezulton një shtresë e ranorëve më të dobët me shpejtësi deri në 540
m/s dhe vetëm në thellësinë 5 m arrihet vlera 800 m/s karakteristike për ranoret e freskët.
- Zona me shpejtësi Vs = 300 m/s
Kap kryesisht depozitimet aluviale të tarracës së dytë të Lumit të Tiranës të përbëra prej
argjilash të kuqe të forta. Një pjesë e tyre shtrihen edhe në zonën e Alliasit. Po këtu futen edhe
aluvionet e sotme zhavorrore me mbushje zhuri dhe rëre, të cilat në rrjedhën e sipërme të Lumit
të Tiranës arrijnë vlerat deri 350 m/s, kurse më poshtë luhaten nga 200 në 250 m/s.
- Zona me shpejtësi Vs = 250 m/s
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
28
Kap në përgjithësi depozitimet aluviale të Kuaternarit të Vonshëm të përbërë prej argjilash,
suargjilash dhe surërash me trashësi mbi 3 m të tarracës së parë të Lumit të Tiranës. Duhet
theksuar se në rrjedhjen e poshtme të këtij lumi mbizotërojnë vlerat Vs = 200 m/s dhe më të
ulëta, gjë që tregon se tarraca e parë e Lumit të Tiranës në pjesën e sipërme të saj është e ndikuar
ose e transformuar direkt nga Lumi i Lanës.
Po në këtë zonë futen edhe depozitimet aluviale-deluviale të trojeve kodrinore me bazament
ranor të kodrave të Babrrusë dhe Linzës.
- Zona me shpejtësi Vs = 200 m/s
Në këtë zonë futen depozitimet aluviale-deluviale të trojeve kodrinore me bazament alevrolitik
të kodrave të Babrrusë, Linzës dhe Saukut.
Po këtu mund të futen edhe depozitimet kënetore në zonën e Alliasit, të cilat interferohen shumë
nga suargjilat e kuqe të tarracës së dytë të Lumit të Tiranës.
- Zona me shpejtësi Vs = 150÷200 m/s
Paraqesin trojet më të dobëta të qytetit të Tiranës siç janë:
Depozitimet aluviale të Lumit të Lanës, të përbëra nga argjila e suargjila kafe me çarje me
trashësi mbi 3 m;
Depozitimet deluviale me trashësi mbi 3 m në zonën e kodrave të Babrrusë dhe Saukut;
Depozitimet kënetore, argjilat lymore, surërat lymore me ngjyrë blu deri në gri të errët me
trashësi deri në 3 m.
Po këtu mund të futen edhe zonat e mbushura me dhera artificiale në qytetin e Tiranës.
1.3.5 Njësitë litologo-teknike (zonat gjeologo-inxhinierike)
- Zona I: përhapet në zallishtoren e Lumit të Tiranës nga lindja në perëndim sipas
rrjedhjes së sotme të lumit dhe karakterizohet nga prerja e mëposhtme:
0 m ÷ 17 m - zhavorre gëlqerorësh,
17 m - bazamenti ranor ose argjilo-alevrolitor,
Niveli i ujit nëntokësor lëviz nga 1 m deri në 2 m nën sipërfaqen e tokës,
- Sheshi aI1 : ndodhet në verilindje të qytetit (Rrapi i Treshit, Babrru)
Prerja: 0 m ÷ 5 m - zhavorre,
5 m - bazamenti ranor,
Spartak KUÇAJ
29
Niveli i ujit nëntokësor 0.6 m ÷ 0.8 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi aI2 : Babrru
Prerja: 0 m ÷ 10 m - zhavorre,
10 m - bazamenti ranor,
Niveli i ujit nëntokësor 1 m ÷ 2 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bI1 : ndodhet në verilindje të qytetit (serat Allias)
Prerja: 0 m ÷ 5 m - zhavorre,
5 - bazamenti argjilo-alevrolitor,
Niveli i ujit nëntokësor më se 1 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bI2 : ndodhet në verilindje (Allias) dhe në veriperëndim (Instituti Bujqësor) të
qytetit.
Prerja: 0 m ÷ 10 m - zhavorre,
10 m - bazamenti argjilo-alevrolitor,
Niveli i ujit nëntokësor 1 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bI3 : zë pjesën e sipërme të zallishtores (Babrru, Instituti Bujqësor, Kamëz).
Prerja: 0 m ÷ 20 m - zhavorre
20 m - bazamenti argjilo-alevrolitor
Niveli i ujit nëntokësor 1 m ÷ 2 m nën sipërfaqen e tokës.
- Zona II: Tarraca e parë e Lumit të Tiranës. Shtrihet në bregun e majtë të rrjedhjes së lumit
(Zona industriale e qytetit) dhe ndahet në 8 sheshe.
Prerja e përgjithshme: suargjila të lehta deri në të mesme, zhavorre, bazamenti ranor ose argjilo-
alevrolitor. Trashësia e depozitimeve kuaternare rritet në drejtim të ish-Kombinatit të
Tekstileve deri në 40 m. Niveli i ujit nëntokësor lëviz nga 2 deri në 3 m.
- Sheshi aII1 : ndodhet në verilindje të qytetit në të 2 anët e lumit (ish-Uzina e tankeve,
Rrapi i Treshit, Babrru).
Prerja: 0 m ÷ 3 m - suargjila të lehta deri në mesme,
3 m ÷ 5 m - zhavorre gëlqerorësh,
5 m - bazamenti ranor.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
30
Niveli i ujit nëntokësor më pak se 2 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi aII2 : Rrapi i Treshit, Babrru.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 5 m ÷ 10 m.
Prerja: 0 m ÷ 4 m - suargjila të lehta deri në të mesme me ndërthurje surërash,
4 m ÷ 8 m - zhavorre gëlqerorësh,
8 m - bazamenti ranor.
Niveli i ujit nëntokësor 2 m ÷ 3 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi aII3 : Antibiotiku, Yzberishti, Parku i autobusëve.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 10 m ÷ 20 m.
Prerja: 0 m ÷ 3.5 m - suargjila të lehta deri në të mesme,
3.5 m ÷ 12 m - zhavorre gëlqerorësh,
12 m - bazamenti ranor.
Niveli i ujit nëntokësor 2 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bII1 : Babrru
Trashësia e depozitimeve kuaternare deri 5 m.
Prerja: 0 m ÷ 3 m - suargjila të lehta, të mesme deri të rënda,
3 m ÷ 5 m - zhavorre gëlqerorësh ujëmbajtës,
5 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor 2 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bII2 : Allias, Kombinati i mishit, Stacioni i Trenit, Instituti Bujqësor
Trashësia e depozitimeve kuaternare 5 m ÷ 10 m.
Prerja: 0 m ÷ 3 m - suargjila të lehta, të mesme deri të rënda,
3 m ÷ 9.5 m - zhavorre gëlqerorësh ujëmbajtës,
9.5 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor 3 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bII3 : Instituti Bujqësor, ish-Serat, Rruga e Durrësit, Yzberisht.
Trashësia e depozitimeve kuaternare deri 10 m ÷ 15 m.
Spartak KUÇAJ
31
Prerja: 0 m ÷ 5 m - suargjila të lehta, të mesme me ndërthurje surërash,
5 m ÷ 15 m - zhavorre gëlqerorësh ujëmbajtës,
15 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor 3 m ÷ 4 m nën sipërfaqen e tokës.
Sheshi bII4 : ish-Serat, Rruga e Durrësit, Kamëz.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 20 m ÷ 30 m.
Prerja: 0 m ÷ 4 m - suargjila të lehta, të mesme me ndërthurje të rralla surërash,
4 m ÷ 23 m - zhavorre gëlqerorësh ujëmbajtës,
23 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor 3 m ÷ 4 m nën sipërfaqen e tokës.
- Zona III: Me mbulesë kënetore përfshin: ish-Kombinatin e Tekstileve, ish-Fusha e
Sportit, ish-Uzina Dinamo, ish-Uzina Dajti, ish-Stacioni i Trenit, ish-Qendra Sizmologjike, ish-
Politeknikumi, ish-Fabrika e Çokollatave, ish-Shkolla e Partisë.
Prerja e Kombinatit të tekstilit: Suargjila plastike të mesme deri në të rënda, suargjila të rënda,
kafe e çelët deri në verdhë me përzierje zhavorri ranorik, argjila të kaltra lymore, zhavorr i
pastër gëlqerorësh ujëmbajtës. Niveli i ujit nëntokësor luhatet nga 2 deri në 8 m.
Prerja e ish-Stacionit të Trenit, ish-Uzinës Dajti, ish-Politeknikumit dhe ish-Shkollës së Partisë:
suargjila të mesme, kafe pa cipa zhavorri; suargjila plastike të kaltra lymore; zhavorr
gëlqerorësh; bazamenti argjilo-alevrolitor. Në verilindje të kësaj zone mungojnë suargjilat kafe
dhe prerja vijon me lymet dhe zhavorret e pastër.
- Nënzona IIIa me bazament ranor
- Sheshi aIII3 : Në veri të ish-Kombinatit të Tekstileve dhe ish-Kombinatit Ushqimor.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 10 ÷ 20 m.
Prerja: 0 m ÷ 3 m - suargjila të mesme, plastike të buta, kafe në të kuqërremtë,
3 m ÷ 6 m - suargjila të rënda, kafe me përzierje zhavorri ranorik,
6 m ÷ 12 m - suargjila të kaltra lymore,
12 m ÷ 20 m - zhavorre të pastra ujëmbajtës,
23 m - bazamenti.
Niveli i ujit nëntokësor 2 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi aIII4 : ish-Kombinati Ushqimor.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
32
Trashësia e depozitimeve kuaternare 20 ÷ 30 m.
Prerja: 0 m ÷ 3 m - suargjila të mesme, plastike të buta me ndërthurje argjilash të kaltra lymore,
3 m ÷ 6 m - suargjila të rënda, kafe me 30 ÷ 40 % përzierje zhavorri ranorik,
6 m ÷ 13 m - zhavorre gëlqerorësh ujëmbajtës,
13 m - bazamenti ranorik.
Niveli i ujit nëntokësor 3 m ÷ 4 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi aIII5 : Në veri të ish-Kombinatit Ushqimor.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 30 m ÷ 40 m.
Prerja: 0 m ÷ 3 m - suargjila të mesme, plastike të buta,
3 m ÷ 5.5 m - suargjila të rënda, kafe me përzierje zhavorri ranorik,
5.5 m ÷ 13.5 m - argjila plastike, të kaltra lymore,
13.5 m ÷ 33 m - zhavorre gëlqerorësh të pastër ujëmbajtës,
33 m - bazamenti ranor.
Niveli i ujit nëntokësor 4 m ÷ 5 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi aIII6 : Në veri të fushës së ish-Kombinatit Ushqimor.
Trashësia e depozitimeve kuaternare mbi 40 m.
Prerja: 0 m ÷ 4 m - suargjila të mesme, plastike të buta,
4 m ÷ 7 m - suargjila të rënda, kafe me 30 ÷ 40 % përzierje zhavorri ranorik,
7 m ÷ 14 m - argjila plastike, të kaltra lymore,
14 m ÷ 43 m - zhavorre të pastër gëlqerorësh ujëmbajtës,
43 m - bazamenti ranor.
Niveli i ujit nëntokësor mbi 5 m nën sipërfaqen e tokës.
- Nënzona IIIb me bazament argjilo-alevrolitor
- Sheshi bIII2 : ish-Serat Allias, ish-Uzina Dajti, ish-Stacioni i Trenit, ish-Politeknikumi
deri tek ish-Shkolla e Partisë.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 5 m ÷ 10 m.
Prerja: 0 m ÷ 2 m - suargjila të mesme, kafe të kuqërremta,
2 m ÷ 5 m - argjila plastike të buta, të kaltra lymore,
5 m ÷ 9 m - zhavorre kokërrmesëm-kokërrmadh gëlqerorësh ujëmbajtës,
9 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor 1 m nën sipërfaqen e tokës.
Spartak KUÇAJ
33
- Sheshi bIII3 : ish-Kombinati i Tekstileve, ish-Stacioni i Trenit.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 10 m ÷ 20 m.
Prerja: 0 m ÷ 2 m - suargjila të mesme, plastike të buta, kafe të kuqërremta,
2 m ÷ 10 m - suargjila kafe me 20 ÷ 30 % përzierje zhavorri ranorik,
10 m ÷ 18 m - argjila të rënda, të kaltra lymore,
18 m ÷ 20 m - zhavorre të pastër gëlqerorësh kokërrmesëm-kokërrmadh, ujëmbajtës,
20 m ÷ bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor 1 m ÷ 2 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bIII4 : Në qendër të ish-Kombinatit të Tekstileve.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 20 m ÷ 30 m.
Prerja: 0 m ÷ 3 m - suargjila të mesme, plastike të buta, kafe,
3 m ÷ 6 m - suargjila të rënda, kafe e çelët me përzierje zhavorri,
6 m ÷ 16 m - argjila të kaltra lymore,
16 m ÷ 26 m - zhavorre gëlqerorësh, ujëmbajtës dhe rërë,
26 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor mbi 6 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bIII5 : Në qendër të Ultësirës së ish-Kombinatit të Tekstileve.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 30 m ÷ 40 m.
Prerja: 0 m ÷ 2.5 m - suargjila të mesme, plastike të buta, kafe,
2.5 m ÷ 5.5 m - suargjila kafe të mesme me përzierje zhavorri ranorik,
5.5 m ÷ 15 m - argjila të kaltra lymore,
15 m ÷ 33 m - zhavorre plus rërë, ujëmbajtës,
33 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor 6 m ÷ 7 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bIII6 : Në qendër së Ultësirës së ish-Kombinatit të Tekstileve.
Trashësia e depozitimeve kuaternare mbi 40 m.
Prerja: 0 m ÷ 3.5 m - suargjila të mesme, plastike të buta, kafe.
3.5 m ÷ 6.5 m - suargjila të rënda me 20 ÷ 30 % përzierje zhavorri.
6.5 m ÷ 16.5 m - argjila të kaltra lymore.
16.5 m ÷ 41 m - zhavorre plus rërë, ujëmbajtës.
41 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
34
Niveli i ujit nëntokësor mbi 6 m nën sipërfaqen e tokës.
- Zona IV: Tarraca e parë e Lumit Lana me shtrirje gjatë rrjedhjes së sotme të lumit me
prerje të përgjithshme si më poshtë:
Mbushje - suargjila të lehta deri në të mesme me ndërthurje surërash, suargjila të lehta me 20 ÷
30 % përzierje zhavorri ranorik, zhavorr kokërrmesëm-kokërrmadh gëlqerorësh, ujëmbajtës;
bazamenti ranor ose argjilo-alevrolitor. Thellësia e ujit nëntokësor luhatet nga 3 m deri në 9 m.
- Nënzona IVa me bazament ranor
- Sheshi aIV2 : Zona fushore e kodrave të Liqenit Artificial.
Trashësia e depozitimeve kuaternare deri në 10 m.
Prerja: 0 m ÷ 6 m - suargjila të lehta, të mesme, kafe me ndërthurje surërash,
6 m ÷ 8 m - suargjila të lehta me 10 ÷ 30 % përzierje zhavorri ranorik,
8 m - bazamenti ranor.
Niveli i ujit nëntokësor 8 m ÷ 9 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi aIV3 : Pranë ish-Laboratorit të Modelimeve Hidraulike.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 10 m ÷ 20 m.
Prerja: 0 m ÷ 5 m - suargjila të lehta deri në të mesme, kafe me ndërthurje surërash.
5 m ÷ 7 m - suargjila të lehta me 10 ÷ 30 % përzierje zhavorri ranorik,
7 m ÷ 15 m - zhavor kokërrmesëm÷kokërrmadh gëlqerorësh, ujëmbajtës,
15 m - bazamenti ranor.
Niveli i ujit nëntokësor 8 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi aIV4 : Tirana e Re, Stadiumi Dinamo, ish-Uzina Enver dhe ish-Parku i
Autobusëve.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 20 m ÷ 30 m.
Prerja: 0 m ÷ 1 m - mbushje
1 m ÷ 4 m - suargjila të lehta deri në të mesme, kafe.
4 m ÷ 10 m - suargjila të lehta me 20 ÷ 30 % përzierje zhavorri ranorik.
10 m ÷ 26 m - zhavorr kokërrmesëm-kokërrmadh gëlqerorësh, ujëmbajtës.
26 m - bazamenti ranor.
Niveli i ujit nëntokësor 6 m nën sipërfaqen e tokës.
Spartak KUÇAJ
35
- Sheshi aIV5 : Blloku Vasil Shanto, 21 Dhjetori, ish-Uzina Enver.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 30 m ÷ 40 m.
Prerja: 0 m ÷ 5 m - suargjila të lehta deri në të mesme, kafe,
5 m ÷ 8 m - suargjila kafe me 20 ÷ 30 % përzierje zhavorri ranorik,
8 m ÷ 33 m - zhavorr kokërrmesëm-kokërrmadh, ujëmbajtës me ndërthurje argjilash,
33 - bazamenti ranor.
Niveli i ujit nëntokësor 6 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi aIV6 : Blloku Vasil Shanto, 21 Dhjetori, ish-Uzina Enver.
Trashësia e depozitimeve kuaternare mbi 40 m.
Prerja: 0 m ÷ 4.5 m - suargjila të lehta deri në të mesme, kafe,
4.5 m ÷ 7.5 m - suargjila kafe me përzierje zhavorri,
7.5 m ÷ 42 m - zhavorr i pastër, ujëmbajtës me ndërthurje argjilash,
42 m - bazamenti ranor.
Niveli i ujit nëntokësor 3 m nën sipërfaqen e tokës.
- Nënzona IVb me bazament argjilo-alevrolitor
- Sheshi bIV2 : Lagjja Ali Demi, ish-Uzina Gjeologjike, ish-Poligrafiku.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 5 m ÷ 10 m.
Prerja: 0 m ÷ 1 m - mbushje,
1 m ÷ 6 m - suargjila të lehta deri në të mesme, kafe të kuqërremta me ndërthurje
surërash,
6 m ÷ 8.5 m - suargjila me përzierje zhavorri ranorik në masën 10 ÷ 30 %,
8.5 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor 3 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bIV3 : Sheshi Ali Demi, ish-Blloku, Stadiumi Q. Stafa, Rektorati i UPT.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 10 m ÷ 20 m.
Prerja: 0 m ÷ 2 m - mbushje,
2 m ÷ 4 m - suargjila të lehta deri në të mesme, kafe të kuqërremta me ndërthurje
surërash,
4 m ÷ 6 m - suargjila të lehta kafe me përzierje zhavorri ranorik,
6 m ÷ 13 m - zhavorr kokërrmesëm-kokërrmadh gëlqerorësh, ujëmbajtës,
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
36
13 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor 3 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bIV4 : Pranë ish-Uzinës Enver, 21 Dhjetori, ish-Blloku Vasil Shanto, ish-
Ekspozita Shqipëria Sot.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 20 m ÷ 30 m.
Prerja: 0 m ÷ 1 m - mbushje,
1 m ÷ 5 m - suargjila të lehta deri në të mesme, kafe të kuqërremta me ndërthurje
surërash,
5 m ÷ 12.5 m - suargjila të lehta, kafe me ndërthurje argjilash plastike dhe 20 - 30 %
përzierje zhavorri ranorik,
12.5 m ÷ 25 m - zhavorr kokërrmesëm-kokërrmadh gëlqerorësh, ujëmbajtës,
25 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor 3 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bIV5 : Blloku Vasil Shanto, ish-Ekspozita Shqipëria Sot.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 30 m ÷ 40 m.
Prerja: 0 m ÷ 1 m - mbushje,
1 m ÷ 4 m - suargjila të lehta deri në të mesme, kafe të kuqërremta me ndërthurje
surërash,
4 m ÷ 7 m - suargjila të lehta, kafe me ndërthurje brezash zhavorri e rëre,
7 m ÷ 32 m - zhavorr i pastër kokërrmesëm-kokërrmadh gëlqerorësh, ujëmbajtës me
ndërthurje shtresash argjilore,
32 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor 3 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bIV6 : Blloku Vasil Shanto, ish-Ndërmarrja Gjeofizike.
Trashësia e depozitimeve kuaternare mbi 40 m.
Prerja: 0 m ÷ 1.5 m - mbushje,
1.5 m ÷ 6 m - suargjila të lehta deri në të mesme, kafe të kuqërremta me ndërthurje
surërash,
6 m ÷ 10 m - suargjila të lehta plastike, kafe me ndërthurje brezash zhavorri e rëre,
10 m ÷ 42 m - zhavorr i pastër kokërr mesëm-kokërrmadh gëlqerorësh, ujëmbajtës me
ndërthurje shtresash argjilore,
42 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Spartak KUÇAJ
37
Niveli i ujit nëntokësor 3 m ÷ 4 m nën sipërfaqen e tokës.
Zona V: Rrapi Trishit, ish-Kinostudio, QSUT, Rr. Q. Stafa, Rr. Hoxha Tasim, Rr. Tefta
Tashko, Sheshi Skënderbej, Pallati i Kulturës, Muzeu Historik, deri në ish-Kombinatin
ushqimor. Prerja e përgjithshme është si më poshtë:
mbushje - suargjila të lehta deri në të mesme, të kuqe me ndërthurje surërash, suargjila të mesme
me përzierje zhavorri ranorik, zhavorr kokërrmesëm-kokërrmadh gëlqerorësh, ujëmbajtës,
bazament ranor (a) ose argjilo-alevrolitor (b). Thellësia e ujit nëntokësor luhatet nga 1 m deri
në 8 m.
- Nënzona Va me bazament ranor
- Sheshi aV1 : VL e qytetit, Shishtufinë, Rrapi Trishit.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 5 m.
Prerja: 0 m ÷ 1.5 m - suargjila të mesme, të kuqe,
1.5 m ÷ 4.5 m - suargjila të mesme me përzierje zhavorri ranorik në masën 20 ÷ 30 %,
5 m bazamenti ranor.
Niveli i ujit nëntokësor mbi 8 m nën sipërfaqen e tokës.
-Sheshi aV2 : ish-Kinostudio, pjesërisht Jugu i ish-Kombinatit ushqimor.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 5 m ÷ 10 m.
Prerja: 0 m ÷ 7 m - suargjila të mesme, të kuqe,
7 m ÷ 9 m - suargjila të mesme, kafe me ndërshtresa surëre dhe copa zhavorri,
9 m bazamenti ranor.
Niveli i ujit nëntokësor mbi 7 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi aV3 : ish-Lagjja. nr.5, ish-Stabilimenti M. Duri, ish-Fusha e Aviacionit etj.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 10 m ÷ 20 m.
Prerja: 0 m ÷ 1.5 m - mbushje,
1.5 m ÷ 4 m - suargjila të mesme, të kuqe me ndërthurje surëre,
4 m ÷ 12 m - suargjila të mesme, kafe me përzierje zhavorri ranorik në masën 20 ÷ 30
%,
12 m ÷ 18 m - zhavorr i pastër kokërrmesëm-kokërrmadh gëlqerorësh,
18 m - bazamenti ranor.
Niveli i ujit nëntokësor 1 m ÷ 5 m nën sipërfaqen e tokës.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
38
- Sheshi aV3 : 21 Dhjetori, Fakulteti i Ndërtimit, Universiteti i Sporteve dhe në periferi të
ish-Fushës së Aviacionit.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 20 m ÷ 30 m.
Prerja: 0 m ÷ 1 m - mbushje,
1 m ÷ 3.5 m - suargjila të mesme, të kuqe me ndërthurje surëre,
3.5 m ÷ 14 m - suargjila të mesme, kafe me përzierje zhavorri ranorik në masën 20 ÷ 30
%,
14 m ÷ 20 m - zhavorr kokërrmesëm-kokërrmadh, ujëmbajtës,
20 m - bazamenti ranor.
Niveli i ujit nëntokësor 1 m ÷ 7 m nën sipërfaqen e tokës.
- Nënzona Vb me bazament argjilo-alevrolitor.
- Sheshi bV2 : ish-Kinostudio, ish-Fabrika e Porcelanit, zona e Vorrit të Bamit,
Medreseja, Blloku M. Peza.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 5 m ÷ 10 m.
Prerja: 0 m ÷ 3 m - suargjila të lehta deri në të mesme, të kuqe me ndërthurje surëre,
3 m ÷ 6 m - suargjila të mesme, kafe me përzierje zhavorri ranorik,
6 m ÷ 8.5 m - zhavorr i pastër kokërrmesëm-kokërrmadh gëlqerorësh,
8.5 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor 3 m ÷ 7 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bV3 : QSUT, ish-Shkolla e Bashkuar, Rr. Q. Stafa, Pazari i Ri, Sheshi
Skënderbej, Pallati i Kulturës deri në ish-Kombinatin Ushqimor.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 10 m ÷ 20 m.
Prerja: 0 m ÷ 1.5 m - mbushje,
1.5 m ÷ 3.5 m - suargjila të lehta deri në të mesme, të kuqe me ndërthurje surëre,
3.5 m ÷ 9 m - suargjila të mesme, kafe me përzierje zhavorri ranorik në masën 20 ÷ 30
%,
9 m ÷ 17.5 m - zhavorr kokërrmesëm-kokërrmadh gëlqerorësh, ujëmbajtës,
17.5 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor 1 m ÷ 7 m nën sipërfaqen e tokës.
- Sheshi bV4 : Banka e Shtetit, Ministritë, dhe Muzeu Historik.
Trashësia e depozitimeve kuaternare 20 m ÷ 30 m.
Spartak KUÇAJ
39
Prerja: 0 m ÷ 1.5 m - mbushje,
1.5 m ÷ 3.5 m - suargjila të lehta deri në të mesme, të kuqe me ndërthurje surëre,
3.5 m ÷ 12 m - suargjila të mesme, kafe me përzierje zhavorri ranorik,
12 m ÷ 22 m - zhavorr kokërrmesëm-kokërrmadh gëlqerorësh, ujëmbajtës,
22 m - bazamenti argjilo-alevrolitor.
Niveli i ujit nëntokësor 4 m nën sipërfaqen e tokës.
1.4 Demografia
Tirana është qyteti me prurjet më të mëdha demografike. Lëvizja e lirë dhe e pakontrolluar e
popullsisë ka shkaktuar mbipopullimin e qytetit dhe të zonave periferike, rritjen e numrit të
aktiviteteve prodhuese në fushën e industrisë dhe bujqësisë (figura 1.4). Të gjitha këto procese
kanë ndikuar në mënyrë të drejtpërdrejtë në rritjen e kërkesave për strehim, gjë e cila është
shoqëruar në mënyrë të pashmangshme me rritjen e numrit të ndërtimeve. Në vitin 2009,
popullsia urbane e qytetit të Tiranës zyrtarisht është vlerësuar 650837 banorë, me një dendësi
586 banorë për km2, ndërsa numri i popullsisë së rrethit të Tiranës vlerësohet 800986 banorë
(INSTAT 2015).
Figura 1.4. Etapat e shtrirjes urbane të Tiranës.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
40
PËRFUNDIME
Si përfundim, në bazë të rajonizimit gjeologo-inxhinierik të qytetit të Tiranës depozitimet
aluviale, që shtrihen kryesisht përgjatë tarracës së lumit të Lanës së bashku më ato deluviale
kënetore, argjilat lymore, surërat lymore paraqesin trojet me qëndrueshmërinë më të ulët të
qytetit të Tiranës.
Depozitimet e dobëta përfaqësohen nga llumrat (lentet lymore), veçanërisht në disa zona të
tarracave të para të lumenjve Tirana dhe Lana, pozicioni i të cilave është vështirë për t’u
përcaktuar, por një informacion mund të merret nga hartat e vjetra hidrogjeologjike dhe
krahasimi i tyre me ato të sotmet.
Zonat përreth Liqenit Artificial, ku trashësia e depozitimeve deluviale (sipas Hartës Gjeologjike
te Shqipërisë) shkon deri 15 m, në të cilat janë vërejtur fenomene të ndryshme gjeodinamike
(rrëshqitje etj.) paraqesin rëndësi të veçantë studimi lidhur me rrezikshmërinë që ato paraqesin.
Të gjitha llojet e litologjive të sipërpërmendura janë njëkohësisht pjesë e mbulesës së
depozitimeve të Kuaternarit.
Duke qenë se depozitimet antropogjenë të lidhura me veprimtarinë njerëzore nuk janë të
përshtatshme nga ana gjeoteknike dhe nuk mund të shërbejnë si bazament për industrinë e
ndërtimit duhet pasur parasysh klasifikimi i shesheve sipas njësive litologo-teknike (zonat
gjeologo-inxhinierike) ku trashësia e kësaj mbushje shkon deri 2m (psh. sheshi bIV3 ).
Spartak KUÇAJ
41
PJESA II – BAZA TEORIKE
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
42
KAPITULLI 2 - Telerilevimi SAR: Bazat teorike
Spartak KUÇAJ
43
2.1 Hyrje
Telerilevimi ka pasur një zhvillim të madh në tridhjetëvjeçarin e fundit falë përdorimit të
sensorëve aktivë, të cilët emetojnë impulse radar në zonën e valëve të shkurtra dhe regjistrojnë
rrezatimin e rikthyer nga objektet në sipërfaqen e tokës. Një zhvillim i tillë u verifikua në
mënyrë të veçantë me ardhjen e një klase të sistemeve radar që synonte në mënyrë specifike të
ashtuquajturin imaging, të njohur ndryshe si SLAR (Side Looking Aperture Radar) dhe SAR
(Synthetic Aperture Radar). Gjeometria e skanimit anash (side looking) e një radari të montuar
në avion ose satelit garanton mungesën e ambiguitetit në drejtimin range për shkak të origjinës
së burimit të sinjalit të reflektuar, i cili, në fakt, do të ekzistonte në rast se tufa radar do të
drejtohej sipas nadirit. Rezolucioni përgjatë drejtimit të fluturimit, që njihet si azimut,
përcaktohej, para përdorimit të SAR, duke përdorur antena shumë të gjata (Real Aperture
Radar) dhe ka qenë kjo madhësi fizike e antenës një e metë. Rezolucioni në këtë drejtim ishte
shumë i madh dhe përkeqësohej me rritjen e lartësisë së fluturimit, duke vepruar në frekuenca
gjithnjë e me të larta.
Pikërisht për të përmirësuar rezolucionin në azimut, në vitin 1951, Carl Wiley (Curlander et al.,
1991) i Korporatës Ajrore Goodyear zhvilloi idenë sipas së cilës një antenë me gjatësi artificiale
mund të sintetizohet nga një antenë shumë më e shkurtër në lëvizje, duke kombinuar
informacionin e më shumë impulseve mbërritëse në antenë. Sistemi SAR bazohet pikërisht mbi
këtë princip dhe kjo është e mundur falë përdorimit të radarëve koherente, duke qenë se këto
janë në gjendje të marrin nga valët radar si informacionin mbi madhësinë, ashtu edhe mbi fazën
duke dhënë një rezolucion në azimut deri në tri herë më të lartë.
Sateliti i parë që transportoi në bordin e tij një sistem SAR ishte Seasat (banda L), në vitin 1978,
dhe që nga ai moment shumë misione i janë dedikuar studimit të Tokës. Në këtë punim janë
përdorur të dhëna SAR të përftuara nga ESA, EnviSat dhe nga satelitët COSMO-SkyMED, të
cilët veprojnë në bandën X.
2.1.1 Radari me hapje sintetike (SAR)
Një sistem SAR punon në zonën e valëve të shkurtra të spektrit elektromagnetik, kryesisht në
bandat L [gjatësia e valës = 23.5 cm], C [5.6 cm], X [3 cm] ose K [1 cm]. Në figurën 2.1 është
paraqitur grafiku i koeficientit të transmetimit të valëve elektromagnetike në atmosferën
tokësore. Vihet re, qartësisht, avantazhi i përdorimit të valëve të shkurtra krahasuar me zonën
e dukshme: valët e shkurtra kanë gjatësi vale miliona herë më të mëdha se ato në zonën e
dukshme, prandaj, në ndryshim nga drita arrijnë të penetrojnë mjegullën, retë dhe të tjera
pengesa atmosferike duke na dhënë imazhe radar të Tokës si ditën ashtu edhe natën.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
44
Figura 2.1: Koeficienti i transmetimit të valëve në atmosferë.
2.1.2 Gjeometria e përftimit me shikim anash
Antena radar me përmasa ar LL , e montuar në një satelit apo aeroplan, lëviz në lidhje me
terrenin përgjatë drejtimit azimut, me shpejtësi aV dhe kuotë H. Drejtimi i shikimit në tokë
(LOS: Line Of Sight) i antenës quhet distanca e pjerrët (slant range) dhe formon me pingulen
e hequr mbi tokë një kënd θ , i cili quhet këndi i shikimit ose këndi nën nadir. Projeksioni në
sipërfaqe i distancës së pjerrët njihet si drejtimi ground range (distanca në tokë).
Gjatë lëvizjes në orbitë, sensori transmeton impulse drejt tokës në drejtimin slant range
(distancë e pjerrët) me një ritëm të përcaktuar nga PRF (Pulse Repetition Frequency), e më pas
duke shfrytëzuar të njëjtën antenë me anë të së cilës transmeton, sensori regjistron sinjalet që
vijnë nga çdo impuls, i rimodulon në banda bazë dhe i rikampionon në dy kanale për të
gjeneruar një sinjal kompleks, i cili përfaqësohet nga të dhënat bruto (raw data).
Gjeometria më e thjeshtë e përftimit të një sistemi SAR ilustrohet në figurën 2.1. Tufa e valëve
të shkurtra që transmetohet mbi Tokë është një formë konike me bazë eliptike, me hapje
këndore aa Lλη përgjatë drejtimit azimut dhe rr Lλη përgjatë drejtimit range, ku λ
përcakton gjatësinë e valës radar; R është lartësia e konit dhe është distanca mesatare ndërmjet
sipërfaqes dhe sensorit, elipsi i bazës karakterizohet nga madhësia e dy akseve të tij RηW aa
)cos( θRηW rr respektivisht në drejtimin azimut dhe range duke përcaktuar të
ashtuquajturën gjurmën (footprint) e satelitit në tokë. Një mënyrë e tillë përftimi njihet si
stripmap, e cila konsiston në përftimin e të dhënave në mënyrë të vazhdueshme përgjatë orbitës
së pajisjes hapësinore, duke përftuar kështu shirita (strip) të gjatë të dhënash.
Spartak KUÇAJ
45
Figura 2.2: Skema e gjeometrisë tipike të përftimit me shikim anash e një sistemi SAR në mënyrën
stripmap.
2.2 Chirp-i dhe ndërtimi i matricës së të dhënave bruto
Sinjali tipik SAR është një impuls i shkurtër elektromagnetik i modeluar linearisht në frekuencë,
i njohur si chirp:
),(2
2exp 20 pτtrectt
μtfπjts
(2.1)
ku 0f është frekuenca e transmetimit, pτ është kohëzgjatja e impulsit, pR μτB është gjerësia
e bandës dhe në fund pR τBμ është shpejtësia e chirp-it dhe është ky parametër që merr
parasysh shpejtësinë e modulimit.
Frekuenca, sf , e kampionimit të impulsit chirp është më e madhe se banda e sinjalit (për të
shmangur fenomenin aliasing (mos identifikimi i frekuencës së sinjalit)) dhe përcakton
kampionimin në range të imazhit përfundimtar. Për vlera të larta të të ashtuquajturës shkallë e
ngjeshjes, pRτB , spektri i amplitudës së chirp-it i përafrohet një funksioni drejtkëndor, i gjatë
RB dhe me qendër në 0f (Curlander et al., 1991).
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
46
I njëjti objekt në sipërfaqe goditet nga shumë impulse chirp e kjo bëhet me një frekuencë që
tashmë është përcaktuar si PRF, kështu që sinjali total që godet një objekt të vetëm mund të
përcaktohet si më poshtë:
n PRF
ntstp (2.2)
Po të shënojmë me τ kohën që i duhet impulsit nga burimi i valës për të plotësuar itinerarin
radar-objekt-radar, sinjali i regjistruar është ai i reflektuar nga sipërfaqja e tokës dhe është:
)()( τtpatr (2.3)
ku a është një faktor lokal konstant. Për më tepër, për shkak të lëvizjes së satelitit, mund të
supozojmë se distanca radar-objekt vlen )( τtR në momentin e gjenerimit të impulsit dhe
tR në momentin regjistrimit të tij, kështu që koha τ rezulton të jetë:
c
tR
tRc
tR
c
tRtR
c
tRtR 222
(2.4)
duke pasur parasysh që shpejtësia e dritës, c , është në çdo rast shumë më madhe se
R . Duke
zëvendësuar (2.4) tek (2.2) kemi:
ctR
PRF
ntsatr
nn 2 (2.5)
ku na është faktori shumëzues që lidhet me impulsin n .
Ky barazim mund të riformulohet në funksion të dy koordinatave të reja të përkohshme:
PRF
nttimefast _ ,
PRF
ntimeslow _ (2.6)
Koha e shpejtë1 (fast _time) ndjek ndryshimin e përkohshëm të një eko-je të vetme dhe i
referohet gjithmonë impulsit që e ka gjeneruar; ndërsa koha e ngadaltë (sloë _time) ndjek
1 Gjatë lëvizjes së sensorit, është e mundur të regjistrohen, përgjatë drejtimit të lëvizjes, sinjalet e kthyera. Radari emeton një
impuls me një ritëm të diktuar nga PRF, dhe fill pas kësaj (shkalla e kohës është “e shpejtë” në kuptimin përhapja diktohet nga
shpejtësia e valës elektromagnetike, c) regjistron energjinë e rikthyer nga zona nën vrojtim në sipërfaqe. Shpesh llogaritet, në
modelimin e funksionimit në azimut të SAR-it, i ashtuquajturi përafrimi stop-start: që është supozimi i qëndrimit i palëvizur i
platformës gjatë kohës së nevojshme për të transmetuar e regjistruar impulsin, e që zhvendoset menjëherë në pozicionin tjetër
pas një kohe 1/PRF.
Spartak KUÇAJ
47
mbërritjen e eko-ve të ndryshme duke iu referuar çastit fillestar të gjenerimit të impulsit të parë,
dhe kampionohet së bashku me PRF.
Kështu që sinjali regjistrohet në formë matricore sipas metodës së mëposhtme:
në rresht çdo regjistrohet ndryshimi i të njëjtit impuls në kthim, zakonisht për shkak të
mbivendosjes së shumë eko-ve.
në kolona ruhet kalimi nga një impuls tek pasardhësi.
Rezultati është një matricë më numra kompleks që përfaqëson të dhënat bruto e që pas një
zinxhiri të komplikuar përpunimi na jep të ashtuquajturin imazhi SLC (Single Look Complex),
një matricë e re përfaqësuese e imazhit të rindërtuar.
2.3 Rezolucioni i të dhënave SAR
Sensori SAR është rezultat i evoluimit teknologjik i radarit konvencional me hapje reale.
Përpjekjet teknologjike u drejtuan, në mënyrë të veçantë, në dy drejtime:
në teknikat inovative dhe efikase të përpunimit të sinjalit;
në përmirësimin e rezolucionit të sistemit.
Mundësia për të pakësuar kohën e përpunimit lidhet në thelb me teknikat e llogaritjes numerike
dhe pajisjeve që përdoren. Ndërsa për sa i përket rezolucionit, ky është çelësi për të kuptuar
zgjidhjet inovative të teknikës SAR krahasuar me radarin konvencional dhe me nevojën e një
efikasiteti të lartë kompjuterik.
Është përcaktuar me rezolucion gjeometrik aftësia e sistemit për të evidentuar dy objekte afër
njëri-tjetrit, ndërsa rezolucioni radiometrik është ndryshimi minimal i intensitetit që një sensor
mund të vlerësojë ndërmjet dy vlerave të veçanta të energjisë së rrezatuar.
Hapi i parë i përmirësimit të rezolucionit gjeometrik është zëvendësimi i sinjalit të
vazhdueshëm me një vazhdimësi të valëve të gjeneruara me një PRF të përshtatshëm (shiko
paragrafin 2.2), duke marrë në këtë mënyrë një rezolucion që lidhet vetëm me kohëzgjatjen e
impulsit. Përmirësime të mëtejshme kanë ndodhur duke moduluar në mënyrën e duhur formën
e valëve të impulseve, përkatësisht në sajë të përdorimit të sinjaleve chirp dhe, për sa i përket
rezolucionit në drejtimin azimut, duke zhvilluar teknikat e hapjes sintetike.
Një parametër thelbësor për karakterizimin e një sistemi telekomunikimi e gjithashtu të një
sistemi SAR, është raporti sinjal-zhurmë (SNR, Signal to Noise Ratio). Ai arrin të japë një
vlerësim të eko-s së kthyer duke e krahasuar me zhurmën e jashtme dhe të brendshme të
instrumentit. Formalisht, i ashtuquajturi ekuacioni radar, shkruhet në trajtën:
FkTBRπ
AσGP
P
PSNR t
n
s224
(2.7)
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
48
ku me tP shënohet fuqia mesatare e transmetuar gjatë impulsit, me G shënohet fitimi i
drejtimit të antenës (që varet nga forma e lobit në diagramën e transmetim/regjistrimit), me σ
shënohet seksioni tërthor radar (RCS, Radar Cross Section) dhe është parametri që merr
parasysh materialin, përmasat, formën dhe pozicionin relativ të objektit në lidhje me antenën
radar ( 2m ) dhe me A sipërfaqen efektive të antenës. Termi FkTB është fuqia e zhurmës nP dhe
shprehet në funksion të F që është faktori i zhurmës, B është banda e matjes së radarit, kT që
është densiteti spektral i fuqisë së zhurmës me k që është konstantja e Boltzmann-it dhe T që
është temperatura (në gradë Kelvin).
Një sistem SAR, si çdo sistem tjetër radar, është i vështirë të përcaktohet, mbi të gjitha nga
pikëpamja energjetike duke qenë se fuqia mbërritëse nga reflektimi i sipërfaqes së Tokës
ndryshon me katërfishin e katrorit të distancës, siç shihet qartë nga ekuacioni (2.7), e për pasojë
SNR nuk merr vlera optimale. Ekuacioni (2.7) mundëson përcaktimin e sistemit në funksion të
besueshmërisë që dëshirohet të arrihet. Është e qartë se teorikisht qëllimi përfundimtar duhej të
ishte realizimi i një radari të aftë për të rilevuar çdo lloj objekti në çfarëdo distance, por
ekzistojnë kufizime të dukshme praktike për këtë, kështu që mund të flitet vetëm për
besueshmëri të sistemit, ose për probabilitetin e dallimit të sinjalit të një objekti nga sinjalet e
objekteve që lidhen me burime të padëshiruara dhe gjithçka brenda një distance të caktuar nga
radari e që saktësisht është përcaktuar si distanca radar.
Siç do të bëhet më e qartë edhe më poshtë, nëse është e vërtetë se mënyra më e drejtpërdrejtë
për të përmirësuar rezolucionin hapësinor është ulja e kohëzgjatjes së impulsit të transmetuar,
është gjithashtu e vërtetë se kjo nënkupton një përkeqësim të SNR.
Nga sa më sipër, si përfundim mund të themi se duhet zvogëluar pamundësia e optimizimit të
njëkohshëm të rezolucionit gjeometrik dhe atij radiometrik. Këto dy parametra të
projektueshëm duket sikur janë në kundërshtim me njëri-tjetrin. Më poshtë do shohim se si
përdorimi i chirp-it si formë vale për impulsin radar sjell një përmirësim të rezolucionit
gjeometrik pa pasur një ndikim në raportin sinjal-zhurmë.
2.3.1 Rezolucioni në drejtimin range
Siç kemi thënë më sipër, një sistem radar është i ndërtuar një antenë dhe, nëpërmjet saj
transmeton një tufë impulsesh, në drejtim të sipërfaqes së tokës. Një pjesë e energjisë së
rrezatuar reflektohet nga objekti në sipërfaqe, duke ndërtuar echo-n e kthimit të rrezatimit të
transmetuar.
Rezolucioni në range varet nga kohëzgjatja e impulseve elektromagnetike që godit sipërfaqen
e më saktësisht nga mundësia që impulset e reflektuara nga dy objekte të afërta në drejtimin
range të mbivendosen mbi njëra-tjetrën ose jo.
Rezolucioni në slant range dhe në ground range, respektivisht, merr këto vlera:
Spartak KUÇAJ
49
2Δ p
slant
τcR
θ
τcR p
ground sin2Δ (2.8)
ku pτ është kohëzgjatja e impulsit dhe faktori 2 merr në konsideratë faktin që diferenca në slant
range ndërmjet sy objekteve përshkohet nga impulsi si gjatë rrugës në vajtje, ashtu edhe në
rrugën e kthimit.
Kështu që është e qartë se për të përmirësuar rezolucionin do të ishte e mjaftueshme ulja e
kohëzgjatjes së sinjalit në mënyrë që të minimizohet mbivendosja ndërmjet impulseve, por një
veprim i tillë do të përkeqësonte raportin sinjal-zhurmë e për pasojë edhe rezolucionin
radiometrik. Në fushën e frekuencave kjo është e njëjtë si të thuash se rezolucioni radiometrik
kërkon sinjale në banda të ngushta, ndërsa ai gjeometrik kërkon spektër sa më të gjerë të jetë e
mundur. Problemi zgjidhet me anën e sinjaleve chirp. Konsideroni sinjalin që mbërrin në radar
si një mbivendosje e pjesshme e shumë impulseve që vijnë nga objekti i vendosur në Tokë
brenda kufirit të përcaktuar nga barazimi (1.8). Duke qenë se chirp janë sinjale të modeluar
linearisht në frekuenca rezulton se në çdo çast kjo mbivendosje do të ndodhë me frekuenca të
ndryshme, dhe më pas, falë një filtrimi të përshtatshëm në përftim do të jetë i mundur rikuperimi
i impulseve individuale duke kryer një korrigjim faze të përbërësve spektralë në një çast të
caktuar (Curlander et al., 1991). Në këtë çast rezultati nga filtri i përputhur do të jetë maksimal
dhe ka vlerën maksimale të SNR-së.
Si përfundim, duke përdorur në transmetim sinjale chirp dhe filtruar echo-n mbërritëse me një
filtër të përputhur, realizohet i ashtuquajturi proces i ngjeshjes së chirp-it, pra ulja e kohëzgjatjes
së impulseve gjatësia efektive e të cilëve është afërsisht:
Bτp
1' (2.9)
dhe që është më e vogël se sa gjatësia efektive e saj me një faktor ngjeshjeje:
pp
p τBτ
τ
' (2.10)
në përgjithësi shumë më i madh në aplikimet e zakonshme ( 100pτB ) (A. Papoulis, 1984.).
Duke zëvendësuar gjatësinë efektive në barazimin (2.8), rezolucioni në drejtimin range bëhet:
B
cτcR p
slant 22Δ
θB
c
θ
τcR p
ground sin2sin2Δ (2.11)
Vihet re se rezolucioni nuk varet më nga kohëzgjatja e impulsit të transmetuar, por më tepër
vetëm nga gjerësia e bandës së tij. Filtrimi i përputhur jep një përmirësim të rezolucionit
gjeometrik, pa prekur rezolucionin radiometrik, duke pasur parasysh se sinjali radar i
transmetuar ka akoma të njëjtën energji përderisa nuk kemi një rritje të fuqisë.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
50
2.3.2 Rezolucioni në azimut
Së rastin e një sistemi tradicional radar, me hapje sintetike, rezolucioni në drejtimin azimut
përputhet me përmasat e gjurmës së antenës përgjatë këtij drejtimi. Për një sistem satelitor një
rezolucion i pranueshëm do të kërkonte një antenë të një madhësie prej disa kilometrash, gjë
kjo praktikisht e parealizueshme. Janë dy metoda, ndërmjet tyre të njëjta, që e shmangin këtë
problem: njëra lidhet me të punuarit me një grup antenash, ose më mirë me një seri antenash
me përmasa të njëjta dhe, mënyra tjetër është teknika e përdorur nga sistemet SAR e që merr
parasysh përdorimin e një grup sintetik i realizuar me anën e një antene të vetme, e cila, duke u
zhvendosur, mbulon të gjitha pozicionet e zëna nga secila antenë në grupin real të tyre.
Pra, siç shihet, për sistemet SAR, distanca sensor-objekt nuk ndikon drejtpërdrejtë në
rezolucionin e instrumentit. Megjithatë, rikujtojmë se hapja këndore e tufës radar në drejtimin
paralel me trajektoren është në përpjesëtim të zhdrejtë me përmasat e antenës aL dhe në
përpjesëtim të drejtë me gjatësinë e valës λ :
aa Lλη (2.12)
kështu që gjerësia e gjurmës në një distancë R është:
aaaeff L
RλRηWL (2.13)
Dhe kjo gjerësi mat shtrirjen e terrenit të ndriçuar nga çdo impuls SAR. Pika kyçe lidhet me
marrjen në konsideratë të faktit se effL përfaqëson edhe hapjen efektive të radarit në lëvizje,
d.m.th. distanca e përshkuar nga antena brenda së cilës objekti gjendet akoma nën tufën radar,
në mënyrë që të gjitha impulset e emetuara gjatë këtij intervali (1000 impulse për satelitët ERS-
1/ERS-2) japin një kontribut të vlefshëm në informacionin mbi objektin.
Fizikisht, kjo është e njëjtë me emetimin e një impulsi të vetëm dhe marrjen e sinjalit të kthyer
nga objekti nga një grup prej 1000 antenash me përmasa aL , duke korrigjuar për çdo antenë
fazën e sinjalit për kohën përshkimit të distancës së dyfishtë antenë-objekt dhe kthim. Siç shihet
ky lloj korrigjimi, në fakt, e dyfishon hapjen efektive të grupit sintetik krahasuar me grupin real
të antenave, prandaj, si përfundim, gjerësia efektive e tufës së sintetizuar radar është e barabartë
me:
effeff L
λη
2 (2.14)
Në këtë pikë mund të llogarisim rezolucioni në azimut azimuthxΔ si gjurmë të hapjes efektive, e
cila arrin terrenin në një distancë R:
Spartak KUÇAJ
51
222Δ a
a
effeffazimuth
L
L
RλRλ
L
RλRηx (2.15)
Figura 2.3: Skema e llogaritjes së zhvendosjes Doppler për shkak të lëvizjes relative Tokë-satelit.
Prandaj, zgjidhja teorike varet vetëm nga përmasat fizike të antenës e jo nga distanca sensor-
objekt. Në rastin e një antene sintetike, ndryshe nga rasti i një antene reale, sa më e vogël të jetë
përmasa fizike e antenës aq më i mirë është rezolucioni arritshëm në azimut. Në fakt, madhësia
fizike e antenës SAR nuk mund të reduktohet në mënyrë arbitrare pasi duhen marrë parasysh
kërkesat e tjera të projektimit, të cilat lidhen me kapacitetin e një antene për të përballuar një
nivel të caktuar të fuqisë hyrëse.
Është e mundur të arrihet në barazimin (2.15) duke përdorur edhe konceptin e efektit Doppler,
i cili merr parasysh që antena dhe objekti nuk janë pozicion statik, situatë e cila jepet
skematikisht në figurën e mësipërme. Duke përdorur Teoremën e Pitagorës, mund të shprehim
distancën R sensor-objekt në funksion të kohës:
220 xRR (2.16)
ku 0R është distanca minimale midis objektit dhe sensorit në çastin 0t , dhe tvx R është
termi i ndryshimit të distancës R. Duke qenë se objekti, zakonisht, qëndron i dukshëm fare pak
e që është vetëm një pjesë të vogël e distancës nga sensori, mund të arrihet në përafrimin e
mëposhtëm:
0
2
020
2
020
20
20
2
0 21
R
xR
R
xR
R
R
R
xRR 0Rx (2.17)
ku barazimi i përafërt korrespondon me zhvillimin në seri të shprehjes me terma të gradës së
dytë. Prandaj, në këtë pikë është e qartë se vonesa do të jetë:
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
52
cR
x
c
R
c
Rxτ
0
2022
)( (2.18)
që faza e echo-ve të kthimit do të jenë funksion i kohës për shkak të varësisë së tyre nga distanca
R. Kështu që faza e echo-ve do të jetë:
0
20
0
2
0
24
2
22
22)(
Rλ
xπ
λ
Rπ
R
xR
λ
π
λ
Rπxφ
(2.19)
ku termi λRπ 04 është një konstante dhe mund të neglizhohet për shkak të interesit të vogël
për fazën, ndërsa termi 022 Rλxπ tregon lidhjen kuadratike ndërmjet fazës dhe kohës. Barazimi
(1.19) mund të rishkruhet në formën:
22221
221)( kttvkkxkkxφ (2.20)
ku është supozuar një shpejtësi konstante e sensorit e barabartë me v , është anashkaluar termi
konstant dhe është përdorur shënimi 022 Rλπνk që qartësisht është një konstante. Sjellja
kuadratike e fazës korrespondon me kalimin linear të frekuencës së sinjalit të rikthyer e që
njihet si efekti Doppler. Po të shënojmë me λcf 0 frekuencën e sinjalit sinusoidal të
transmetuar nga radari në tokë, atëherë vetë sinjali i marrë pas reflektimit nga toka do të
shprehej si më poshtë:
φjfπjcR
tvπ
c
Rπ
λ
cj
fπjcR
tv
c
Rfπj
tfπjcR
x
c
Rtfπj
tτtfπj eeeeeeee o
00
220
00
220
00
20
0
0 2
24
2
22
2
22
)(2
ku është e qartë se eksponenciali i parë, pikërisht ai me frekuencë 0f është moduluar nga
eksponenciali i dytë i quajtur frekuenca Doppler Df , e cila rrjedh nga derivati i fazës:
0
22 2
2
1
2
1)(
Rλ
tv
π
ktkt
dt
d
πdt
φd
πtfD (2.21)
Në përfundim, themi se në drejtimin azimut, për shkak të lëvizjes relative ndërmjet Tokës dhe
sensorit, sinjali i rikthyer nuk do të jetë në frekuencën 0f , por do të jetë i moduluar linearisht
në frekuencë sipas barazimit: Dfff 0 . Sinjali në azimut përshkruhet me anën e një chirp-i
dhe mund të përpunohet me të njëjtën teknikë filtrimi siç u pa në drejtimin range (ngjeshja në
drejtimin azimut) (Papoulis, 1984).
Në këtë pikë llogaritja e rezolucionit në azimut (ose rezolucioni hapësinor) mund të bëhet,
referuar figurës 1.3, duke parë se koha maksimale e ndriçimit të një objekti është përcaktuar
Spartak KUÇAJ
53
nga shtrirja në azimut i tufës radar të antenës (e barabartë me hapjen sintetike të antenës) dhe
mund të shprehet si më poshtë:
vL
Rλ
v
Rηt
a
a 00max (2.22)
ku është marrë parasysh se zhvendosja maksimale Doppler ndodh për 2aηα .
Banda e sinjalit në azimut, e njohur edhe si banda Doppler, do të jetë:
)2()2( maxmax tftfB DDD (2.23)
dhe duke zëvendësuar aty barazimet (2.21) dhe (2.22) marrim:
a
aD L
v
λ
vηB
22 (2.24)
e cila përfaqëson gjerësinë e bandës së fazës së objektit. Në këtë pikë, dukë marrë parasysh
faktin se procesi i ngjeshjes lejon arritjen e rezolucioneve kohore të lidhura vetëm me bandën
Doppler të sinjalit, vihet re se:
2ΔΔ
2
1Δ a
azimuthazimutha
Dazimuth
Ltvx
v
L
Bt (2.25)
Është me vend të theksohet se faza e objektit natyrisht do të ndërtohet kampione që sistemet
SAR të funksionojnë me impulse, kështu që do të kemi një kampion për çdo impuls e derisa të
ruhet i gjithë informacioni i nevojshëm për të kënaqur teoremën e Nyquist. Pra, po themi që
banda Doppler imponon, me anë të teoremës së kampionimit, një limit më të vogël se PRF, i
cili, siç kemi thënë edhe më parë, është frekuenca e përsëritjes së impulseve:
λ
vη
λ
vηBfPRF aa
DNyquist
4222min (2.26)
2.4 Fokusimi dhe imazhet SLC
Siç kemi parë më sipër, sinjalet e mbërritura në sensorin SAR regjistrohen në një matricë të të
dhënave bruto, e cila ruan në çdo rresht kampione të echo-ve të ndryshme të rikthyera nga Toka,
të cilat korrespondojnë me një impuls të mirë përcaktuar.
Për shkak të lëvizjes relative midis objektit dhe radarit, sinjali i kthyer i një objekti të vetëm
përmban kthimin e shumë impulseve, kështu që informacioni shpërndahet dhe mbivendoset në
informacionin e objekteve të tjera dhe gjendet i shpërndarë në shumë elemente të matricës, pra
thuhet se sinjali SAR nuk është i fokusuar. Procesi i fokusimit të imazhit lejon, përmes
algoritmeve të përshtatshme të ngjeshjes (Papoulis, 1984), të përqendrohet e gjithë energjia e
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
54
rikthyer nga i njëjti objekt në një element të vetëm (single look) të matricës, që për këtë arsye
bëhet përfaqësuesi një zone të mirë përcaktuar në sipërfaqe. Kjo zonë që mund ta quajmë
“qeliza e sipërfaqes” (ground resolution cell) është projeksioni korrespondues në tokë i të
ashtuquajturës qelizë rezolucioni; procesi i fokusimit përcakton një lloj korrespondence të
dyanshme, megjithëse të përafërt, midis çdo elementi të matricës dhe çdo qelize rezolucioni.
Vlen të theksohet se, edhe pse dallimi është minimal në drejtim të zgjerimit të dy qelizave, dhe
për këtë në vazhdim nuk do të ketë dallim ndërmjet dy emërtimeve, megjithatë, konceptualisht
ato kanë dy kuptime shumë të ndryshme. Me termin qelizë rezolucioni synohet të përcaktohet
thjesht një drejtkëndësh me përmasa azimuthground xR ΔΔ pa ndonjë referim të veçantë të zonës
që ajo mbulon, ndërsa me qelizë në sipërfaqe nënkuptohet në përgjithësi pikërisht zona në
sipërfaqe korresponduese me një element të matricës dhe varet nga frekuenca e kampionimit të
sinjalit radar. Në veçanti duke ditur se sateliti udhëton me shpejtësi v dhe sinjali kampionohet
në frekuencën sf në drejtimin range e në frekuencën e përsëritjes së impulseve PRF në
drejtimin azimut, thuhet se zona korresponduese e një elementi të matricës ka përmasat PRFv
në azimut dhe θsenfc s2 në ground range; kjo zonë është më e vogël se qeliza e rezolucionit,
dhe kjo nënkupton që kontributi i një objekti të vetëm nuk kufizohet në një element të vetëm të
matricës. Prandaj, në përgjithësi, qelizat e rezolucionit kanë gjithmonë një mbivendosje të vogël
si në azimut, ashtu edhe në slant range. Në rastin e satelitëve COSMO-SkyMED, për shembull,
përmasat e qelizës së rezolucionit në sipërfaqe është rreth 3 m si në azimut ashtu edhe në range,
në rastin e përftimit në mënyrën stripmap. Distanca midis qelizave fqinje (ose, siç thuhet, pixel
spacing) luhatet rreth vlerave 2÷2.5 m. Duke përmbledhur, atëherë, fokusimi përdor filtrimin e
përputhur si në drejtimin range, ashtu edhe në ground range duke dhënë një imazh kompleks.
Në këtë mënyrë bëhet kalimi nga matrica e të dhënave bruto në një imazh real të sipërfaqes, i
njohur si SLC dhe i organizuar në mënyrë të tillë që çdo rresht të përshkruajë një pozicion të
ndryshëm në drejtimin azimut dhe çdo kolonë të përcaktojë pozicione të ndryshme në drejtimin
slant range. Çdo pikë e imazhit SLC njihet si piksel ose qelizë dhe secilës i jepet një vlerë
komplekse, d.m.th. një vlerë amplitude dhe një vlerë faze. Procesi i fokusimit është shumë
delikat dhe ka një kosto të konsiderueshme llogaritëse. Në përgjithësi, i referohemi termit SLC
kur flitet për imazhe ose frame (kornizë) SAR dhe për ta interpretuar siç duhet është i nevojshëm
një kuptim i detajuar i karakteristikave të tyre. Çdo kornizë e përshkruar nga një matricë me të
dhëna komplekse sjell me vete një informacion të dyfishtë, një mbi amplitudën dhe një mbi
fazën.
2.4.1 Zhurma speckle
Qeliza elementare e rezolucionit të një të dhëne satelitore SAR në mënyrën stripmap ka përmasa
të rendit të disa metrave. Brenda saj, megjithatë, gjenden shumë objekte elementare, të
krahasueshme në përmasa me gjatësinë e valës së rrezatimit rënës që dihet se janë të rendit të
disa centimetrave, kështu që secili prej tyre ndihmon në formimin e sinjalit të reflektuar nga
Spartak KUÇAJ
55
qeliza. Sasia komplekse që shoqëron një piksel të përgjithshëm të imazhit SAR mund të
përcaktohet si më poshtë:
)(arctan
22 )( pφJp
p
immreimmre epMeppjppp re
imm
(2.27)
e për pasojë sinjali i rikthyer nga qeliza e vetme do të jetë i formës:
cellak
pφjk
kepMps )()()( (2.28)
Ku shuma shtrihet në të gjithë reflektorët, ose scatterer, brenda qelizës p . Secili reflektor
karakterizohet nga cilësi të ndryshme gjeometrike dhe radiometrike, ku më i dukshmi është
ndryshimi i distancës nga antena për shkak të vrazhdësisë së sipërfaqes së tokës. SAR-i është
një sistem koherent dhe është kjo arsyeja që përgjigjet e reflektorëve të veçantë mblidhen
vektorialisht dhe jo vetëm në modul, duke dhënë kështu një përgjigje jo gjithmonë të
pranueshme. Si pasojë vlera fazore përfundimtare, që përfaqëson fushën elektromagnetike
komplekse të reflektuar nga qeliza elementare e që do të japë sinjalin )(ps , do të ndryshojë në
mënyrë rastësore ndër pikselat ngjitur me njëri-tjetrin (Hanssen, 2001). Për këtë arsye flitet për
një fenomen dekorrelacioni midis pikselave dhe jep të ashtuquajturën zhurmën speckle (zhurma
me pikla).
Figura 2.4: Pjesë e një imazhi SAR të përftuar nga sateliti CSK-Sat1 (zona Langnau).
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
56
Për shembull, në figurën 2.4 jepet një prerje e marrë nga imazhi i amplitudës i një SLC
COSMO-SkyMED, mbi zonën Langnau im Emmental (Zvicër). Drejtimi horizontal përputhet
me atë range, ai vertikal përputhet me drejtimin azimut, dhe është një imazh në ngjitje e kështu
që trajektorja e ndjekur nga sateliti përgjatë orbitës shkon nga Jugu drejt Veriut. Shpërndarja e
çrregullt e pikave të shndritshme dhe të errëta të dukshme në imazhin e prerë është efekt i
zhurmës me pikla.
Një teknikë e përdorur për kompensuar këtë fenomen është metoda multilook, e cila konsiston
në filtrimin e modulit të imazhit me një filtër të medias së lëvizshme, d.m.th. llogaritet vlera e
çdo elementi të matricës SAR si mesatare e dritareve të vlerësimit duke ndikuar në pikselat
fqinj të imazhit fillestar. Duke mesatarizuar sa më shumë piksel, amplituda e imazhit duket më
e pastër, por kjo bëhet në kurriz të rezolucionit të përgjithshëm që rezulton padyshim i
penalizuar. Një metodë tjetër më shpesh e përdorur për të filtruar zhurmën me pikla është
mesatarizimi i sa më shumë imazheve SAR të përftuara në kohë të ndryshme nga kalime të
ndryshme të sensorit mbi zonën e interesit.
Një metodë e tillë, është më e komplikuar pasi kërkon lidhjen e imazheve në të njëjtën gjeometri
reference si dhe llogaritjen e konstanteve të kalibrimit të cilat lejojnë barazimin e modulit të
përftimeve të ndryshme, dhe kjo metodë ka avantazhin e madh se lejon një filtrim pa pasur
humbje një rezolucion hapësinor (Ferretti et al., 2007).
2.4.2 Kontributi i fazës në përftimin e imazhit SAR
Termi i fazës për një piksel të çfarëdoshëm p mund të shkruhet si më poshtë:
)()()()(4
)()( pnpφpαφpRλ
πpψpφ qTclkfoc (2.29)
dhe secili kontribuues në këtë barazim shume ka një kuptim saktë:
1. )(pψ : varet si nga natyra e objektit, ashtu edhe nga gjeometri lokale, dhe do të jetë
rezultat i shumës vektoriale të përgjigjeve të të gjithë reflektorëve të përfshirë në qelizën
e rezolucionit;
2. )()2(2 pRλπ : përfaqëson ndryshimin e fazës për shkak të përhapjes së valës
elektromagnetike gjatë rrugës vajtje-ardhje (gjë që justifikon faktorin 2 në numërues)
nga objekti i vendosur në distancën )(pR nga sensori. Në qoftë se qëllimi do të ishte
rilevimi i lëvizjeve të terrenit, ndër të gjithë ky do të ishte termi me interesin më të madh
për sa kohë që do jepte informacion për largimin apo afrimin e objektit në kohë;
3. focφ : paraqitet nga procesi i fokusimit; përgjithësisht mbahet konstant për të gjithë
imazhin dhe është kjo arsyeja që nuk është shprehur në funksion të p ;
4. )(pα : është për shkak të jouniformitetit të transmetimit të bandave të frekuencave të
ulëta dhe paraqitet si një vonesë faze. Sinjali përgjatë rrugës nëpër shtresa të ndryshme
Spartak KUÇAJ
57
atmosferike pëson një ndryshim në indeksin e thyerjes; ky ndryshim ndodh në jonosferë
për shkak të pranisë së elektroneve të lira me densitete të ndryshme, në troposferë në
prani të avujve të ujit dhe temperaturës. )(pα , në përgjithësi, rezulton e ndryshme nga
pika në pikë në funksion të kushteve atmosferike në momentin e përftimit dhe
karakterizohet si një kontribut i frekuencave të ulëta hapësinore të pranishme në imazh
(Ferretti et al., 2007);
5. )(pφclk : është për shkak të paqëndrueshmërisë së oshilatorit në bord. Në përgjithësi,
krijon një çrregullim në imazh të fazës lineare në drejtimin azimut;
6. )(pnqT : për shkak të mos përsosmërisë së sistemit të përftimit i mbivendoset sinjalit një
zhurmë termike (e pranishme në çdo pajisje elektronike) duke u përmbledhur në një
term të vetëm. Ajo paraqitet në të gjithë imazhin si një zhurmë e bardhë shtesë e
pakorreluar me sinjalin.
Më poshtë do të flitet për interferometrinë SAR dhe do të shohim rolin e secilit përbërës të fazës
të paraqitur më lart.
2.4.3 Deformimet gjeometrike të një përftimi SAR
Sensori SAR i vendos objektet e ndryshme elementare të secilës qelizë rezolucioni mbi bazën
e kohës së rikthimit të valës; për shkak të gjeometrisë së veçantë të shikimit gjatë skanimit
anash, imazhet radar në kushte të veçanta mund të paraqesin çrregullime gjeometrike
(Curlander et al., 1991; Triani, 2006; Ferretti et al., 2007).
Në figurën 1.5 jepet një skematizim i tri formave më të zakonshme deformimeve perspektive
të takuara në radar: fenomeni foreshortening, layover, dhe zona në hije ose shadow (për shkak
të formës së terrenit).
Le ti analizojmë tani një nga një:
- Deformimet perspektive (foreshortening): zonat në sipërfaqe me shpatin e drejtuar nga
sensori SAR shfaqen të ngjeshura për shkak të faktit se radari i mat distancat në slant range.
Ngjeshja do të jetë pak a shumë e theksuar sipas këndit që formon zona e pjerrët me drejtimin
e shikimit (Line Of Sight, LOS) të sensorit; deformimi është më i madh kur zona e pjerrët është
pingul në lidhje me drejtimin e tufës radar. Me fjalë të tjera mund të thuhet se ky efekt është i
tillë kur një reliev rezulton me pjerrësi të madhe në faqen e drejtuar nga tufa radar dhe i shtrirë
në drejtimin e kundërt; zonat e ‘ngjeshura’ ose të shkurtuara shfaqen shumë të shndritshme në
imazh, sepse në to mbivendosen sinjalet e kthyera nga një numër kthyesish shumë më i madh
krahasuar me ato që do të ishin në një zonë të sheshtë.
- Layover: shfaqet kur tufa e radarit arrin në fillim majën e një terreni të pjerrët e më pas
bazën e tij; shpati tregohet në imazh me pjesën e sipërme më afër krahasuar me pjesën e poshtme
dhe pastaj duket sikur maja e malit ka lëvizur në drejtim të radarit deri në atë pikë sa ka kaluar
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
58
edhe bazën e vet, sipas kësaj logjike ka marrë dhe emrin. Edhe në këtë rast zonat e tilla shfaqen
shumë të shndritshme (Ferretti et al., 2007); ky fenomen është forma ekstreme e deformimeve
perspektive.
- Zona në hije (shadow): ndodh sepse rrezja radar nuk arrin të ndriçojë shpatet e maleve
që shohin në drejtimin e kundërt me sensorin dhe pastaj, në mungesë të energjisë kthyese në
sensor zona të tilla qëndrojnë në hije për sa kohë nuk arrihen nga rrezatimi elektromagnetik.
Figura 2.5: Deformimet gjeometrike në imazhet radar: foreshortening, layover e shadow (Triani, 2006).
Spartak KUÇAJ
59
KAPITULLI 3 - Interferometria SAR: Teori dhe përdorime
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
60
3.1 Hyrje
Në këtë pjesë do jepen teoritë bazë të interferometrisë SAR si dhe aplikimet kryesore të saj. Në
veçanti, do të tregojmë fuqinë dhe faktorët kufizues të kësaj metode. Do të flitet për burimet e
dekorrelacionit ndërmjet dy imazheve radar dhe do prezantohet koncepti i koherencës
interferometrike si matje e këtij dekorrelacioni dhe më pas si një meritë për vlerësimin e cilësisë
së fazës interferometrike. Do të analizohen në detaje kontributet individuale në fazën
interferometrike duke shpjeguar natyrën e secilit nga përbërësit dhe përmbajtjen e tyre. Më pas
do të shihet hap pas hapi përpunimi standard interferometrik për nxjerrjen e informacionit mbi
lartësinë dhe të një deformimi të mundshëm në zonën e studimit duke u nisur nga një
interferogramë e vetme.
Në fund do të përmenden teknikat shumë kohore të projektuara dhe zhvilluara për të izoluar në
mënyrë të besueshme terma të veçantë që kontribuojnë në fazën interferometrike, duke futur në
këtë drejtim konceptin e kthyesit të vazhdueshëm (persistent scatterer).
3.2 Faza interferometrike dhe burimet e zhurmës së fazës
Siç kemi parë më lart, faza (2.29) e një kuadri të vetëm SAR në pikselin e përgjithshëm p
është shuma e shumë termave që i përmbledhim si më poshtë:
a. termi i reflektimit lokal për shkak të ndërveprimit të valës rënëse me kthyesit e shumtë
brenda qelizës së rezolucionit;
b. vonesa e fazës për shkak të rrugës së dyfishtë sensor-Tokë-sensor;
c. vonesa e fazës e formuar nga shtresat më të ulëta të atmosferës;
d. kontributet e rreme të shkaktuara nga fokusimi, paqëndrueshmëria e oshilatorit në bord
dhe zhurma termike: e që, gjithsesi, më poshtë do të anashkalohen.
Mbivendosja e kontributit individual të kthyesve të rrezatimit brenda një qelize të vetme
rezolucioni e bën fazën e një përftimi të vetëm SAR të shpërndahet në mënyrë uniforme nga 0
në 2π; duke bërë të pamundur rikuperimin e përbërësit të fazës që lidhet me distancën sensor-
objekt në sipërfaqe.
Interferometria SAR është kombinimi koherent i dy imazheve të veçanta SLC të përftuara nga
pozicione të ndryshme këndore. Interferograma komplekse merret nga prodhimi Hermitian i dy
imazheve SLC, të vendosura në të njëjtën gjeometri referimi (në të njëjtin sistem referimi), dhe
faza interferometrike përftohet nga diferenca piksel për piksel të fazave të dy përftimeve që
formojnë të ashtuquajturën çifti interferometrik (Ferretti et al., 2007).
Duke supozuar se kontributi i reflektimit të sipërfaqes qëndron në thelb i pandryshuar ndërmjet
dy përftimeve SAR, ky kontribut eliminohet në fazën elektromagnetike duke bërë që të dalë në
pah kontributi përcaktues që lidhet me diferencën e kalimeve dyshe të objektit në sipërfaqe dhe
pozicioneve të sensorëve në dy përftimet.
Spartak KUÇAJ
61
Një zonë mund të shihet nga pozicione paksa të ndryshme në dy mënyra të ndryshme. Në rastin
e sistemeve interferometrike bistatike të dy imazhet mund të përftohen njëkohësisht me anën e
dy radarëve të montuar në të njëjtën platformë satelitore, nga të cilat njëra transmeton/regjistron
(Tx/Rx) dhe tjetra vetëm regjistron.
Megjithatë, në rastin e sistemeve interferometrikë monostatikë, të vetmit që tani e tutje do
marrim në konsideratë, siç janë edhe sensorët e sistemit COSMO-SkyMED, kemi të bëjmë
vetëm me sensor Tx/Rx që regjistron të njëjtën zonë në sipërfaqe në çaste të ndryshme kohore
duke shfrytëzuar kalimet e përsëritura mbi të njëjtën zonë interesi.
Figura 3.1: Gjeometria e përftimit interferometrik me anë të kalimeve të përsëritura të të njëjtit sensor
mbi të njëjtën zonë.
Në çdo çift interferometrik njëri nga imazhet përdoret si referencë gjeometrike për të
identifikuar koordinatat në drejtimet range dhe azimut dhe për këtë arsye njihet si imazhi master
(M), ndërsa imazhi tjetër mbivendoset mbi master derisa pikselat e njëjtë të të dy imazheve të
korrespondojnë në të njëjtën qelizë rezolucioni në sipërfaqe dhe njihet si imazhi slave (S).
Procesi i shtrirjes së imazhit slave mbi imazhin master njihet me emrin koregjistrim (Ferretti et
al., 2007).
Intervali kohor ndërmjet dy kalimeve të satelitit mbi të njëjtën pikë njihet bazë kohore (TB ),
ndërsa me termin bazë gjeometrike ( B) tregon distancën ndërmjet pozicioneve të ndryshme të
sensorit mes dy kalimeve të njëpasnjëshme, siç jepet në figurën 3.1. Baza gjeometrike, në
përgjithësi, ndahet në përbërësen pingule dhe atë paralele me drejtimin e shikimit të sensorit
(LOS), të quajtura përkatësisht baza pingule B dhe baza paralele //B .
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
62
Bazuar në koregjistrimin e imazhit slave mbi master, interferograma komplekse përftohet duke
shumëzuar piksel për piksel imazhin master me të konjuguarën e imazhit slave:
int* φφφ eSMeSMSMI SM (3.1)
Atëherë, faza interferometrike është e barabartë me diferencën e fazës piksel për piksel ndërmjet
imazheve master dhe slave:
)()()(int pφpφpφ SM (3.2)
Në këtë pikë, duke kujtuar barazimin (2.29), dhe pastaj kontributet e ndryshme të fazës së një
kuadri të vetëm, faza interferometrike mund të shkruhet me anën e përbërësve të mëposhtëm:
)()()(
)()(4
)(
,,,,
,,int
SqTMqTSclkMclkSM
SfocMfocSMSM
nnφφαα
φφRRλ
πψψφ
(3.3)
ku secili element ka kuptimin e dhënë në nënparagrafin 2.4.2. Në kushtet ideale të kompensimit
perfekt të termit të reflektimit dhe në mungesë të zhurmës e të johomogjenitetit atmosferik
barazimi (3.3) reduktohet vetëm në termin e diferencës së rrugës:
Rλ
πRR
λ
πφ SM Δ
4)(
4int (3.4)
ku RΔ mund të shprehet si shumë e dy përbërëseve, 1ΔR krijohet nga deformimet e sipërfaqes
që mund të shfaqen në drejtimin slant range në intervalin kohor gjatë dy kalimeve të satelitit
(1ΔR përfaqëson një lëvizje koherente, të përbashkët për të gjithë kthyesit elementarë të
pranishëm në brendësi të secilës qelizë rezolucioni), dhe 2ΔR që do ishte zero nëse edhe baza
gjeometrike do të ishte gjithashtu zero dhe në qoftë se sensori slave në kthim të kalonte
saktësisht mbi të njëjtën pikë dhe orbitë të përshkuar më parë nga sensori master, gjë e cila
përjashtohet pikërisht nga kushtet fizike në të cilat kryhet përftimi i imazheve.
Për shembull, në figurën 3.2 jepet faza interferometrike e formuar nga një çift imazhesh të marra
nga sateliti CSK-Sat1 në një distancë kohore prej 8 ditësh në zonën Langnau im Emmental
(Zvicër). Nga vëzhgimi i imazhit të fazës mund të themi se:
I. nga faza interferometrike vërehet vetëm një vlerë kryesore, e përfshirë brenda
intervalit ππ , . Për të nxjerrë vlerën e fazës absolute, është e nevojshme të
nxirret piksel për piksel numri i saktë i ciklit të fazës, duke kaluar nga faza
kryesore në atë absolute, me anë të veprimit të “zbërthimit të fazës (phase
unwrapping);
Spartak KUÇAJ
63
Figura 3.2: Faza interferometrike e përftuar nga një çift imazhesh COSMO-SkyMED (Langnau).
II. çdo përsëritje e ngjyrës në figurën 3.2 korrespondon me një shirit interferometrik
dhe një kapërcim faze të barabartë me π2 ;
III. cilësia e shiritave interferometrik nuk është konstante në brendësi të imazhit; janë
të dukshme zonat në të cilat raporti sinjal-zhurmë është shumë i ulët (për shembull
në zonat e gjelbra). Bëhet fjalë për zona në të cilat nuk është e mundur të
anashkalohet luhatja e fazës për shkak të reflektimit të sipërfaqes midis imazheve
master dhe slave.
Duke përmbledhur atë që është thënë deri tani është e qartë se në ndryshim me fazën e një
imazhi të vetëm SAR, në rastin e një interferograme jemi në gjendje të rifitojmë informacionin
me kusht që të mbahet i papërfillshëm ndryshimi i kontributit të fazës për shkak të reflektimit
të sipërfaqes midis imazheve master dhe slave.
Megjithatë, të shumta janë burimet e dekorrelacionit të fazës interferometrike, të cilat
përjashtojnë kompensimin perfekt të kontributeve të kthyesve ndërmjet master dhe slave
(Hanssen., 2001). Para së gjithash, ndryshimet në këto kontribute mund të shfaqen në intervalin
kohor që përfshin të dy përftimet. Imazhi master dhe ai slave duhet të jenë afër njëri-tjetrit në
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
64
kohë dhe kjo vërehet tek madhësia sa më e vogël e bazës kohore, në mënyrë që të minimizohet
dekorrelacioni kohor. Vlen të theksohet, megjithatë, se në qoftë se qëllimi i marrjes së imazhit
është monitorimi i lëvizjeve të vogla dhe konstante të sipërfaqes tokësore në një zonë të caktuar
interesi, atëherë do të bëhej e nevojshme dhe e pashmangshme edhe përpunimi i çifteve
interferometrike me TB të mëdha. Përgjithësisht, ky lloj dekorrelacioni shfaqet në zona të
mbuluara me bimësi të dendur dhe merret parasysh në pjesën më të madhe të përftimeve SAR
në frekuenca të lartë, siç është COSMO-SkyMED (në bandën X), ku vërehet në ndjeshmëri e
lartë edhe në ndryshimet e vogla në karakteristikat e kthyesve të sinjalit nga sipërfaqja.
Një burim tjetër i zhurmës së fazës është edhe dekorrelacioni gjeometrik; ky ndodh për shkak
të ndryshimit të këndit të rënies së tufës radar nga e cila shikohen objektet elementare të
pranishme në qelizën e rezolucionit në tokë. Ky ndryshim gjeometrik përcakton një zhvendosje
spektrale ndërmjet spektrave të dy sinjaleve (Zebker &Villasenor, 1992), e cila është në
përpjesëtim të drejtë me të ashtuquajturën bazë efektive gjeometrike ose pingule B . Dy sinjalet
janë plotësisht të palidhur me njëri-tjetrin kur zhvendosja spektrale barazohet me gjerësinë e
bandës së sinjalit, në këtë rast baza pingule merr trajtën e mëposhtme:
0
0 )tan(
f
αθRBB Rc (3.5)
ku α është pjerrësia lokale e terrenit, ndërsa të gjithë simbolet e tjera kanë të njëjtin kuptim siç
janë përshkruar më herët. cB njihet si baza kritike dhe është pragu i kapërcyer pas të cilit nuk
është më e mundur të formohen shiritat e interferencës dhe ku dekorrelacioni gjeometrik është
i plotë.
Zhurma e fazës e shkaktuar nga dekorrelacioni gjeometrik mund të reduktohet në mënyrë të
konsiderueshme duke eliminuar me një filtrim të përshtatshëm pjesë të bandave spektrale që
rezultojnë të mbivendosura; gjë e cila, pashmangshmërisht, do të jetë në dëm të rezolucionit
hapësinor.
Një zhvendosje spektrale mund të vërehet edhe në drejtimin azimut dhe në këtë rast flitet për
dekorrelacion që lidhet me ndryshimet e frekuencës në qendrën Doppler, DCf , midis master
dhe slave, duke kuptuar me DCf frekuencën e një kthyesi që ndodhet në qendër të tufës radar.
Drejtimi i shikimit të tufës radar nga platforma formon me drejtimin e fluturimit të
ashtuquajturin kënd i shikimit; po të ishte ky kënd i barabartë me 90° do të kishim 0DCf .
Pikërisht, fakti që këto dy drejtime nuk janë plotësisht pingule midis tyre, bën që qendra
Doppler të mos jetë zero dhe që sinjali të jetë i zhvendosur përgjatë drejtimit në azimut (Zebker
& Villasenor, 1992), duke qenë se banda Doppler është pikërisht përreth DCf . Kjo zhvendosje
ndryshon nga përftimi në përftim dhe duke i dhënë secilit imazh një qendër të ndryshme; është
e qartë, pra, që bandat Doppler të të dy imazheve, master dhe slave, do të jenë të zhvendosura
ndaj njëra-tjetrës sipas drejtimit në azimut.
Spartak KUÇAJ
65
Si në rastin e interferogramave ERS-1/ERS-2, edhe në rastin sensorit COSMO-SkyMED, një
burim i tillë dekorrelacioni është shumë e pranishme në interferogramat e nxjerra duke u nisur
nga imazhe të përftuara nga sensorë të ndryshëm të së njëjtit sistem.
Së fundi, një shkak i rëndësishëm i problemeve në vështirësisë e kapjes dhe eliminimit të
problemeve gjatë një përpunimi interferometrik standard mbi një interferogramë të vetme, është
ndryshimi i kushteve atmosferike në çastin e përftimit të imazheve master dhe slave, të cilat
përcaktojnë një vonesë të ndryshme në rrugën e përshkuar nga vala elektromagnetike në shtresat
më të poshtme atmosferike (jonosfera, troposfera) (Hanssen, 2001) duke çuar në humbje të
saktësisë si në matjen e deformimit ashtu edhe në kuotë.
Figura 3.3: Faza interferometrike (pa ndikimin e sipërfaqes së rrafshët) e dy imazheve COSMO-
SkyMED (Lombardia):
a) referuar një çifti imazhesh me diteBT 96 dhe mB 4.490 ;
b) referuar një çifti imazhesh me diteBT 32 dhe mB 9.122 .
Për ta plotësuar sa më mirë këtë kuadër, duhet të përmenden edhe shkaqe të tjera të
dekorrelacionit pasi, pavarësisht se janë të një rëndësie më të vogël nuk duhen anashkaluar gjatë
vlerësimit të përgjithshëm të cilësisë së interferogramës:
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
66
o dekorrelacioni vëllimor; është një burim i dekorrelacionit që ndeshet më shumë në rastin
e zonave të gjelbra, ku mekanizmi i kthimit është kryesisht i llojit vëllimor, dhe me
zvogëlimin e gjatësisë së valës ulet aftësia e depërtimit në bimësi e sinjalit radar në
frekuenca të larta. Prandaj është një lloj dekorrelacioni ku banda X është shumë më e
ndjeshme se bandat L dhe C (Zebker &Villasenor, 1992);
o dekorrelacioni i përpunimit, shfaqet për shkak të një përpunimi jo të mirë
interferometrik, në veçanti gjatë hapave të korregjistrimit dhe interpolimit të imazheve
(Hanssen, 2001);
o dekorrelacioni termik, përfshin të gjithë efektet e zhurmës termike të sensorit.
Në figurën 3.3 a) jepet faza interferometrike e një çifti imazhesh COSMO-SkyMED të përftuara
me diteBT 96 dhe mB 4.490 , ndërsa në figurën 3.3 b) jepet e njëjta fazë e përftuar po
nga dy imazhe CSK, por me një diteBT 32 dhe mB 9.122 ; dhe nga të dyja është hequr
ndikimi i sipërfaqes së rrafshët. Një krahasim i tillë na lejon të vëmë re se si dekorrelacioni
kohor dhe gjeometrik ndërmjet dy imazheve reflektohet në cilësinë e shiritave interferometrikë.
Cilësia e interferogramës e paraqitur në figurën 3.3 a) është qartësisht më e keqe se ajo në
figurën 3.3 b) dhe do të dukej se informacioni i gjendur në të do të ishte pothuajse plotësisht i
pavlefshëm; megjithatë më poshtë do të shohim se duke shfrytëzuar teorinë e objekteve të
përhershme ose të kthyesve të përhershëm do të jetë e mundur nxjerrja e informacionit edhe nga
kjo interferogramë.
3.3 Koherenca interferometrike
Siç u fol më sipër, cilësia e shiritave interferometrikë varet nga korrelacioni ndërmjet dy
imazheve SAR. Korrelacioni mund të vlerësohet në aspektin e koherencës interferometrike γ ,
përkufizimi dhe trajtimi statistikor i së cilës është përshkruar në (Papoulis, 1991).
Llogaritja e koherencës së një zone nënkupton vlerësimin lokal të shkallës së korrelacionit
midis imazheve master dhe slave, pra, vlerësimi sasior i cilësisë së shiritave interferometrikë;
γ është koeficienti i korrelacionit kryq midis çifteve të imazheve SAR dhe vlerësohet mbi
dritare të vogla pas kompensimit të termave përcaktues të fazës. Koherenca lokale mund të
marrë vetëm vlerat 10 γ ; 0γ do të thotë se zona është prekur rëndë nga zhurma dhe kjo
gjë ndeshet, përgjithësisht, në zona me shumë bimësi ose mbi sipërfaqe të mëdha ujore, të cilat
shfaqen shumë të errëta, ndërsa 1γ tregon mungesën pothuajse të plotë të zhurmës dhe zona
të tilla shfaqen të qarta dhe të shndritshme. Barazimi që lidh koherencën interferometrike me
raportin sinjal-zhurmë (SNR) të një përftimi të vetëm jepet (Zebker &Villasenor, 1992):
SNR
SNR
1 (3.6)
dhe paraqet të ashtuquajturën hartë e koherencës së zonës së vrojtuar.
Spartak KUÇAJ
67
Mund të tregohet se është e përbërë nga shumë terma (Zebker &Villasenor, 1992), ku secilit
i atribuohet një burim specifik dekorrelacioni si më poshtë:
PtermikVDCGT (3.7)
ku me Tγ shënohet dekorrelacioni kohor, me Gγ ai gjeometrik, me DCγ ai që lidhet me qendrën
Doppler, me Vγ ai vëllimor, me termik ai termik dhe në fund me Pγ dekorrelacioni i përpunimit.
Figura 3.4: Harta e koherencës ndërmjet dy imazheve COSMO-SkyMED (Lombardia):
a) referuar një çifti imazhesh me diteBT 96 dhe mB 4.490 ;
b) referuar një çifti imazhesh me diteBT 32 dhe mB 9.122 .
Në figurën 3.4 janë dhënë hartat e koherencave të figurave 3.3 a) dhe b); shihet qartë humbja e
koherencës në zonat me bimësi dhe në liqene (zona me SNR të vogël) dhe, gjithashtu, nga
krahasimi i dy hartave vihet re tashmë se në një distancë kohore prej 60 ditësh koherenca pëson
një degradim të konsiderueshëm.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
68
3.4 Përmbajtja e informacionit në fazën interferometrike
Duke iu referuar asaj që kemi thënë më lart, faza interferometrike mund të rishkruhet me anën
e barazimit:
nαRλ
πR
λ
πφ '
21int ΔΔ4
Δ4
(3.8)
ku 1Δ)4( Rλπ është kontribut i deformimit dhe varet nga zhvendosja e objektit në drejtimin
range në intervalin kohor ndërmjet dy përftimeve master dhe slave; 2Δ)4( Rλπ është, siç do
ta shohim më mirë më vonë, i lidhur me kontributin topografik dhe është funksion i gjeometrisë
së përftimit interferometrik; 'Δα përfshin brenda saj përveç kontributit të fazës për shkak të
ndryshimit të kushteve atmosferike ndërmjet dy përftimeve edhe ato që lidhen me
paqëndrueshmërinë e oshilatorit në bord dhe ato që lidhen me procesin e fokusimit; dhe n
përfaqëson zhurmën e bardhë për shkak të dekorrelacionit kohor dhe gjeometrik dhe përfshin
edhe zhurmën termike.
3.4.2 Kontributi topografik në fazën interferometrike
Le të analizojmë më në detaje kontributin e fazës interferometrike që ndodh për shkak të
diferencës së lëvizjes së dyfishtë sensor-objekt-sensor të valës radar gjatë përftimit të imazheve
master dhe slave për një objekt të caktuar në sipërfaqe.
Duke supozuar që do përdorim imazhe me bazë kohore të shkurtër, në mënyrë që të jetë me sa
më pak ndikim termi i fazës që lidhet me zhvendosjen e terrenit, kërkojmë të izolojmë termin
2Δ)4( Rλπ , gjithmonë duke marrë të papërfillshme si kontributin e zhurmës po ashtu edhe atë
atmosferik.
Siç u vu re në barazimin (3.4) dhe duke iu referuar figurës 3.5, ku orbitat janë pingul me planin
e figurës dhe aksi i shënuar me n është pingul me drejtimin range, fazën interferometrike që lidhet
me objektin e shënuar me pikën P mund ta shkruajmë me anën e barazimit të mëposhtëm:
Rλ
πRR
λ
πPφ SM Δ
4)(
4)(int (3.9)
Spartak KUÇAJ
69
Figura 3.5: Gjeometria bazë e përftimit të imazheve SAR.
dhe kështu që mund të themi se faza interferometrike e çdo pikseli të imazhit SAR do të varet
vetëm nga diferenca e rrugës së përshkuar nga vala elektromagnetike duke u nisur,
respektivisht, nga sensori në pozicionin master e më pas në pozicionin slave për të arritur të
vetmin kthyes të vendosur në pikën P.
Ajo që na intereson është vlerësimi i ndryshimi i diferencës RΔ në kalim, këtë herë, nga një
qelizë rezolucioni që do të shërbejë si referencë, në një tjetër
Fillojmë me vlerësimin e RΔ ; marrim si referim objektin e pozicionuar në pikën 0P , e që është
në distancën 0R nga sensori në pozicionin master. Në këtë pikë duke e zhvendosur sensorin në
pozicionin slave dhe duke marrë në konsideratë objektin në P, distanca mund të shkruhet duke
përdorur elementet e thjeshtë të gjeometrisë:
22//0 )()( BnBrRR PPS (3.10)
RΔ do të jetë pikërisht ndryshimi i SR që ndodh për shkak të zhvendosjes së antenës nga M
në S, e kështu që do të ketë një kontribut që lidhet me B dhe një tjetër që lidhet me //B :
//
00//
00 ////
BB
RB
B
RR
BnBr
S
BnBr
S
P
P
P
P
(3.11)
dhe pastaj ndryshimi i RΔ për të cilin interesohemi do të jetë i varur sipas së njëjtës mënyrë
nga Pn dhe
Pr sipas barazimit të mëposhtëm:
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
70
0
P//
0Bn0Br//P
S2
P//
0Bn0Br//P
S2
00
2
00
2
00
00
2
nBBn
RrB
Br
R
)(
P
//P
P
//P
////
////
R
nB
rBBr
RnB
Bn
R
rr
Rn
n
RR
P
P
BnBrP
SP
BnBrP
S
P
BnBrP
P
BnBrP
P
P
P
P
P
P
P
P
(3.12)
Ia vlen të theksohet se barazimi (3.12) është një shprehje përafruese, pasi ajo është mbështetur
në hipotezat sipas të cilave baza konsiderohet e vogël dhe dy qelizat e rezolucionit konsiderohen
shumë pranë njëra-tjetrës, dhe gjithashtu pikës 0P i atribuohet roli i referencës unike në
sipërfaqe, gjë e cila nuk do të ishte plotësisht e drejtë, pasi do të ishte më mirë që të merrej një
0P reference për çdo qelizë dhe si pasojë do kishim edhe një 0R të ndryshme për çdo pikë në
imazh.
Ndryshimi i fazës interferometrike që lidhet me këtë pohim do të ishte:
0int
4)Δ(Δ2Δ
R
nB
λ
π
λ
Rπφ PR (3.13)
dhe mund të lidhet me matjen e kuotës të objektit duke vënë në dukje se:
θ
q
θ
rn p
P sintan (3.14)
përftohet duke aplikuar teoremat e thjeshta trigonometrike dhe duke marrë në konsideratë
hipotezën e ekzistencës së një sipërfaqeje perfekte të sheshtë reference. Megjithatë, duke
zëvendësuar barazimin (3.14) tek barazimi (3.13) marrim:
θR
rB
λ
π
θR
qB
λ
πφ PR
tan
4
sin
4Δ
00int
(3.15)
në të cilën vërehen dy terma:
1. një ndryshim faze në përpjesëtim të drejtë me diferencën e lartësisë q të objektit në
lidhje me një plan horizontal referimi;
2. një ndryshim faze në përpjesëtim të drejtë me distancën në drejtimin slant range midis
objekteve.
Spartak KUÇAJ
71
Nga barazimi (3.15) vëmë re se po të marrim 0q ( P në të njëjtën lartësi me pikën e referimit
0P ) termi RφintΔ rritet linearisht me distancën në drejtimin slant range; për të eliminuar këtë
problem aplikohet i ashtuquajturi korrigjimi i sipërfaqes së sheshtë, i cili konsiston pikërisht në
heqjen e termit të varur Pr nga faza interferometrike duke arritur në krijimin e një harte të fazës
në të cilën çdo shiriti do i korrespondojë një kuotë e ndryshme (përpunimi interferometrik i
përdorur këtu përdor si sipërfaqe referimi për përcaktimin e kuotave topografike modelin
elipsoidal WGS-84).
Duke vepruar në këtë mënyrë merret e ashtuquajtura interferograma e sheshtë dhe barazimi
(3.15) merr trajtën:
θR
qB
λ
πφR
sin
4Δ
0int
(3.16)
Në figurën 3.6 është pasqyruar faza interferometrike e sheshtë e një mali (a) dhe e një lugine
(b), marrë nga dy imazhe COSMO-SkyMED. Në figurën 3.6 a) faza e sipërfaqes së sheshtë
është e dallueshme mirë në shiritat pothuajse paralel dhe të baraslarguar nga njëri-tjetri të
paraqitur në pjesën qendrore të imazhit; pas heqjes së këtij kontributi, përftohet faza e figurës
3.6 b).
Nga barazimi (3.16) mund të shpjegojmë kuotën e pikës P:
Bπ
θRλφq R
4
sinΔ 0
int (3.17)
e cila vlerësohet duke u varur nga madhësi të njohura dhe lehtësisht të llogaritshme kjo falë
edhe të dhënave precize orbitalë, çka bën të mundur vlerësimin e kuotës së pikës P.
Në fakt, le të kujtojmë se faza interferometrike është e njohur vetëm në vlera të përgjithshme
dhe përcaktohet si kuota e ambiguitetit diferenca e kuotës që i korrespondon një kalim faze e
barabartë me në interferogramën e sheshtë. Duke zëvendësuar një vlerë të tillë të fazës në
barazimin (3.17) marrim:
B
θRλha 2
sin0 (3.18)
një parametër i tillë është i një rëndësie themelore, pasi nga ai do të varet ndjeshmëria e
interferogramës në vlerat e kuotës, në kuptimin që sa më e vogël të jetë lartësia e ambiguitetit
aq më e madhe do të jetë ndjeshmëria e instrumentit për ndryshime të vogla të kuotës. Një tjetër
konstatim që bëhet lidhet me përpjesëtimin e zhdrejtë që ekziston ndërmjet ah dhe bazës
normale; nga diskutimi i mësipërm merret me mend se, nëse interesohemi të marrim nga faza
interferometrike informacionin mbi kuotën që gjendet brenda saj, preferohet të kemi vlera të
ulëta të kuotës së ambiguitetit, kështu që do të ishte e përshtatshme zgjedhja e çifteve
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
72
interferometrike me baza normale të mëdha, por, duke u kujdesur që, për shkak të
dekorrelacionit gjeometrik, të mos kaloheshin limitet e përcaktuara për bazën kritike.
Përdorimet fizike të interferometrisë SAR janë:
Figura 3.6: Faza interferometrike para (a) dhe pas (b) kompensimit të fazës së sipërfaqes së sheshtë i një
çifti imazhesh COSMO-SkyMED (Lombardia).
ndërtimi i hartave altimetrike (DEM) me rezolucion të lartë. Për këtë lloj përpunimi,
megjithatë, është e rëndësishme të dihet në mënyrë të saktë orbita e satelitit, për shkak
se gabimet në vlerësimin e pozicionit të tij japin gabime në vlerësimin e kuotave
topografike;
përcaktimi i orbitave precize duke u nisur nga një DEM referimi i njohur apriori.
3.4.2 Vlerësimi i shkallës së deformimit të terrenit me anë të teknikave InSAR
Le të supozojmë se në distancën kohore midis përftimeve të imazheve master dhe slave të një
zone të caktuar interesi është vërejtur një ndryshim i pozicionit relativ i kthyesve: zhvendosje
të tilla mund të kenë origjina shumë të ndryshme nga njëri-tjetri. Në këtë rast, në barazimin
(2.8) termi 1Δ)4( Rλπ nuk mund të anashkalohet më.
Spartak KUÇAJ
73
Mundësia për të vlerësuar formën e deformimit në sipërfaqe duke u nisur një interferogramë
diferenciale i bën teknikat DInSAR një instrument shumë të fuqishëm në fushat e kërkimit si
sizmologjia për monitorimin e tërmeteve, lëvizjet tektonike dhe në përgjithësi të gjitha fushat e
gjeofizikës duke filluar nga analiza e zonave vullkanike dhe studimi i fenomeneve të
rrëshqitjeve dhe më tej me monitorimin e uljeve me origjinë si natyrore ashtu edhe njerëzore,
që lidhen me punimet minerare, e deri tek studimi i lëvizjeve të akujve. Disponueshmëria e
tanishme e të dhënave me rezolucion të lartë në bandën X (sensorët COSMO-SkyMED,
TerraSAR-X etj.) i bëjnë ato potencialisht një mjet shumë të dobishëm për lokalizimin e uljeve
strukturore të objekteve të veçanta dhe komplekseve.
Për shkak të lëvizjes (displacement) së shfaqur duhet marrë parasysh një ndryshim i fazës që
nuk do të varet nga gjeometria e përftimit (baza) dhe do të varej vetëm nga shkalla e deformimit
dhe nga gjatësia e valës së rrezatimit.
Pas aplikimit të korrigjimit të terrenit të sheshtë, faza interferometrike mund të shkruhet në
trajtën:
dλ
π
θR
qB
λ
πφD 4
sin
4Δ
0int
(2.19)
ku d është zhvendosja relative midis kthyesve të projektuar në drejtimin range dhe ku akoma
supozohet se si termi atmosferik ashtu edhe ai i zhurmës janë të papërfillshëm.
Në këtë pikë, duke supozuar se kemi në dispozicion një DEM e më pas të jemi në gjendje të
heqim nga barazimi (2.19) kontributin që lidhet me kuotën topografike, do të marrim të
ashtuquajturën interferograma diferenciale (differential interferogram) dhe mund të llogarisim
(vetëm në vlerë të përgjithshme) termin e vetëm të deformimit:
dλ
πφD 4Δ int (2.20)
Ka disa metoda për të ndërtuar interferogramën diferenciale; këtu kemi përdorur metodën me
dy kalime (2-pass), sipas së cilës interferograma është ndërtuar duke u nisur nga dy imazhe të
vetme SLC dhe është përdorur një DEM i jashtëm për të nxjerrë termin gjeometrik të fazës.
Barazimi (2.19) thekson se interferometria SAR është më e ndjeshme ndaj lëvizjeve të terrenit
se ndaj ndryshimeve në lartësi dhe varësia nga gjatësia e valës bën që të kemi një saktësi të
matjes së deformimit të rendit të centimetrit, duke supozuar një heqje të mirë të kontributit
topografik dhe mungesë të atij atmosferik, si dhe një koherencë të lartë të interferogramës. Për
më tepër, në varësi të saktësisë së DEM-it të përdorur, do të shfaqen mbetje topografike të
pranishme në varësi të madhësisë së bazës normale. Pra, në kundërshtim me rastin e përshkruar
më sipër, vlerësimi i deformimit në vend do të jetë më i saktë kur baza normale të jetë më e
vogël, madje edhe, në fund, duke bërë të papërfillshëm dekorrelacionin gjeometrik. Baza
kohore duhet të jetë aq e madhe sa të lejojë rilevimin e lëvizjeve dhe aq e vogël sa të reduktojë
zhurmën e fazës që lind si shkak i dekorrelacionit kohor.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
74
Një nga kufizimet në përdorim të interferometrisë diferenciale standarde SAR në vlerësimin e
lëvizjeve në sipërfaqe është prania e mbetjeve topografike dhe objekteve atmosferike. Për
vlerësimin dhe heqjen e tyre duhen përdorur teknika shumë kohore, që do të sqarohen më
poshtë, e që do të na lejojnë të rilevojmë objektet të njohura si të vazhdueshme, madje me një
saktësi të madhe edhe lëvizjet milimetrike të sipërfaqes dhe duke përmirësuar njohjen e kuotës
së tyre.
Duhet theksuar, më në fund, se në përdorimet e diskutuara deri tani është parë gjithmonë
kontributi atmosferik 'Δα në fazën interferometrike si një sinjal i dëmshëm. Një përdorim i
tillë nuk është për aplikime të tjera të tilla si radiometeorologjia. Për këto lloj matjesh do të
ishte mirë të përdoreshin çifte imazhesh me një bazë gjeometrike të vogël, në mënyrë që të
zvogëlohet dekorrelacioni gjeometrik si dhe prezenca e mbetjeve topografike në fazën
interferometrike diferenciale, dhe gjithashtu të zvogëlohet baza kohore në mënyrë që të
zvogëlohet edhe dekorrelacioni me të njëjtin emër.
3.5 Përpunimi interferometrik
Në këtë pjesë, do të përshkruhet hap pas hapi zinxhiri llogaritës për gjenerimin e një
interferograme të vetme [8] dhe nxjerrjes së informacionit të kuotës dhe të deformimit. Këto
veprime ndikohen nga prania e objekteve atmosferike dhe mund të kryhen vetëm mbi
interferograma me koherencë të lartë. Më poshtë do të jepet një përshkrim i metodave shumë
kohore të cilat japin një rilevim më saktësi milimetrike të lëvizjes së terrenit.
3.5.1 Zgjedhja e imazheve SAR
Siç është thënë më sipër për ndërtimin e interferogramës përdoret metoda me kalim të dyfishtë,
metodë e cila parashikon një minimum prej dy imazhesh SLC si të dhëna hyrëse në zinxhirin
llogaritës.
Për shkak të problemeve, tashmë të evidentuara më parë, të lidhura me mënyrën dhe kushtet në
të cilat përftohen imazhet është e qartë se jo të gjitha imazhet janë të përshtatshme për
interferometrinë (InSAR) dhe se kriteret e zgjedhjes së përftimeve bazohen kryesisht mbi llojin
e aplikimit për të cilin interesohemi.
Nëse interesohemi për kuotën me qëllim për të ndërtuar një hartë topografike, zgjedhja e
imazheve duhet të marrë parasysh problemet që lidhen me dekorrelacionin e shkaktuar nga baza
gjeometrike shumë të mëdha. Bazat kohore duhet të jenë sa më të shkurtra që të jetë e mundur.
Në të kundërtën, nëse interesohemi në studimin e një deformimi të terrenit baza kohore do të
jetë përcaktuese në kriterin e zgjedhjes. Në përgjithësi zgjidhen imazhe me bazë kohore pak a
shumë të mëdha në varësi të vazhdimësisë në kohë të fenomenit që po monitorohet. Bazat
normale duhet të jenë relativisht të vogla në mënyrë që të bëhen të papërfillshme mbetjet
topografike në fazën interferometrike diferenciale.
Spartak KUÇAJ
75
Vihet re, gjithashtu, se nuk është e mundur të bëhet interferometria duke kombinuar me njëra-
tjetrën imazhet në ngjitje (drejtimi i fluturimit nga Jug në Veri) me imazhet në zbritje (drejtimi
i fluturimit nga Veriu në Jug) ose me kënde shikimi shumë të ndryshme nga njëri-tjetri.
Kujtojmë se principi mbi të cilin bazohet interferometria SAR është se pozicioni i sensorit për
një përftim duhet të jetë mjaft afër atij të përftimit të dytë në mënyrë që të merren të njëjtat
cilësi kthyese nga qeliza e rezolucionit në sipërfaqe dhe për këtë arsye besohet se ndryshimi i
fazës midis dy vrojtimeve të jetë i pavarur (Ferretti et al., 2007).
3.5.2 Zgjedhja e zonës së interesit dhe nxjerrja e parametrave
Përpunimi interferometrik mund të kryhet në çdo zonë brenda një imazhi të plotë, i cili mbulon
zonën tonë të interesit. Të dhënat ndihmëse që lejojnë të përcaktohen plotësisht parametrat
orbitalë të sensorit, gjeometrinë e përftimit dhe vendndodhjen hapësinore të zonës së vrojtuar
në sipërfaqe janë të furnizuara me të dhëna binare (imazhet SLC), në formatin HDF5 në rastin
e sensorit COSMO-SkyMED.
3.5.3 Korregjistrimi i imazhit Slave mbi imazhin Master
Në procesin e gjenerimit të interferogramës, të dy përftimet duhet të jenë në të njëjtën gjeometri
referimi.
Hapi i korregjistrimit është hapi vendimtar në interferometri pasi ai kërkon një saktësi të
korregjistrimit në nivelin e nën-pikselit; diferenca e termave të vijave dhe pikselave të të njëjtit
objekt në imazhin master dhe në imazhin slave njihet si offset në drejtimin azimut dhe range,
respektivisht.
Teknikat tradicionale të korregjistrimit konsistojnë në një fazë fillestare jo shumë të saktë, e
cila bazohet vetëm në njohjen e orbitave ku mund të arrihet një saktësi jo më e madhe se ~30
piksel duke i konsideruar orbitat të sakta, dhe më pas në një fazë tjetër korregjistrimi e cila
duhet të garantojë një saktësi të rendit të nën-pikselit (zakonisht 1/8 e pikselit).
Faza e dytë mund të kryhet në dy mënyra, ose duke vlerësuar vlerat e offset-it midis imazheve
master dhe slave duke kryer korrelacionin kryq kompleks të dy imazheve SLC, ose duke u
kufizuar tek vlera faktike e amplitudës së dy imazheve. Metoda e parë është shumë më saktë,
por më pak e fuqishme: në fakt, ajo shpesh dështon kur baza hapësinore është e madhe ose kur
raporti SNR që lidhet me fazën është i vogël.
Ajo zbatohet duke vlerësuar shkallën e korrelacionit midis imazheve master dhe slave mbi
dritare të shpërndara në të gjithë imazhin, numri i të cilave varet nga shkalla e polinomit që
mendohet të merret si model transformimi për të korregjistruar kornizën slave mbi rrjetin
master; vihet re se një korregjistrim i tillë është një rikampionim (interpolim) i vërtetë dhe i
vetëm i kornizës slave mbi master dhe është kjo arsyeja që interferograma përfundimtare do të
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
76
jetë në të njëjtat koordinata (slant range, azimut) të kësaj të fundit. Në përgjithësi, si funksion
jo linear përdoret një polinom dypërmasor koeficientet e të cilit janë llogaritur me anë të
procedure të katrorëve më të vegjël të aplikuar mbi offset-et e llogaritura në dritaret e
korrelacionit.
Mbikampionimi i dritareve të korrelacionit mbi dy imazhe kryhet gjatë vlerësimit të
korrelacionit kryq dhe është në përpjesëtim të drejtë me saktësinë e nën-pikselit të kërkuar si
rezultat përfundimtar. Koherenca interferometrike mund të shihet si meritë e saktësisë
përfundimtare të korregjistrimit, saktësi që arrihet duke veçuar algoritmin më të mirë të
korrelacionit kryq ose konfigurimin më të mirë të të njëjtit algoritëm. Mund të tregohet se
koherenca e një interferograme SAR nuk përmirësohet në mënyrë të konsiderueshme kur
saktësia e korregjistrimit është më e lartë se 1/8 e pikselit, e cila përbën një pengesë serioze të
faktorit të mbikampionimit.
Kjo që u tha më sipër është teknika Standarde e korregjistrimit. Kur orografia e AOI (Area Of
Interest) është shumë e theksuar (zonat malore) dhe çiftet interferometrike karakterizohen nga
baza të gjata, përafrimi polinomial i parashikuar nga metodat konvencionale të përafrimit
rezulton të jetë krejtësisht i papërshtatshëm dhe të çon në devijime lokale midis imazheve
master dhe slave. Megjithatë, këto efekte kanë tendencë përkeqësimi, kur, si në rastin e
sensorëve në bandën X (si ata tek COSMO-SkyMED), imazhet përftohen me një rezolucion të
lartë hapësinor dhe përdoren frekuenca të larta kampionimi. Një përmirësim ndodh me një
procedurë korregjistrimi e ndihmuar nga një DEM i jashtëm, e cila në vend që të vlerësonte
vektorët e offset-it mbi një numër të fundmë (edhe pse i madh) të dritareve të korrelacionit e më
pas të vlerësonte nga ato një polinom që përafron më mirë me një procedurë të katrorëve më të
vegjël, llogarit drejtpërdrejt piksel për piksel korrespondencën midis master dhe slave (duke
shfrytëzuar pikërisht të dhënat mbi kuotën përveç atyre orbitalë).
Korregjistrimi i ndihmuar nga DEM lejon, në përgjithësi, të merret një shkallë saktësie me e
lartë në përafrimin e imazheve SAR. Në veçanti, kjo metodë fillimisht ofron ende llogaritjen e
vektorëve të offset-it sipas metodës së korregjistrimit tradicional të përshkruar më sipër.
Megjithatë, më pas llogaritja e të njëjtëve vektorë kryhet përmes njohjes së thjeshtë të orbitave
të dy satelitëve dhe disponueshmërinë e një DEM-i të jashtëm të zonës së interesit; këto dy
informacione, teorikisht, janë të mjaftueshme për të vlerësuar përafrimin e imazheve. Në këtë
pikë, akoma llogaritet një polinom, jo më me qëllimin për të përmirësuar përshtatjen midis
vektorëve offset të përftuar nga korregjistrimi i tipit fine, por ato offset që merren nga diferenca
e vektorëve që vlerësohen me anë të teknikave të korrelacionit tradicional dhe atyre që merren
nga procedura DEM-assisted (Kampes et al., 2003). Vektorë të tillë, në përgjithësi, nuk janë
kurrë të papërfillshëm dhe në thelb i atribuohen një njohjeje jo gjithmonë të mjaftueshme të
frekuencave të kampionimit përgjatë drejtimit range dhe azimut. Njohja piksel për piksel i
vektorëve offset të përftuar me metodën DEM-assisted dhe të korrigjuar në mënyrë të
përshtatshme me ndihmën polinomit të funksionit jo linear që i modelon këto vektorë, që mund
të shfaqen si rezultat i gabimeve orbitalë dhe kohës, lejon që të merret, edhe në rastin e bazave
të mëdha, shkalla e dëshiruar e saktësisë në fazën e korregjistrimit.
Spartak KUÇAJ
77
3.5.4 Filtrimi në bandat e zakonshme në drejtimin azimut dhe range
Pjesët e spektrit të imazheve master dhe slave që nuk mbivendosen janë burime zhurme në
interferogramën përfundimtare dhe për këtë arsye duhen hequr para ndërtimit të
interferogramës, për sa kohë nuk duam që imazhet ti ruajmë në banda të plota siç kërkohet nga
teknikat shumë kohore të tilla si SPINUA, e cila do të përshkruhet më vonë.
Në drejtimin range, zhvendosja spektrale ndodh për shkak të ndryshimeve në këndet lokale të
shikimit midis dy sensorëve. Ndërtimi i filtrit të kalimit të bandave për heqjen e pjesëve të
spektrit që nuk mbi vendosen është bërë në bazë të njohjes piksel për piksel si të këndit të rënies
së tufës radar, ashtu edhe të pjerrësisë lokale (ose frekuenca hapësinore në skaje) që mund të
vlerësohet ose nga parametrat orbitalë ose pjesërisht nga të dhënat nëse ka korrelacion të
mjaftueshëm.
Në drejtimin azimut zhvendosja spektrale lidhet me diferencën midis frekuencave të qendrave
Doppler të dy imazheve të shfaqura për shkak të këndeve të ndryshme të shikimit dhe/ose të
orbitave jo plotësisht paralele (të cilat mund të jenë konvergjente ose divergjente). Për shkak të
frekuencave të dy qendrave Doppler, filtrimi i kalimit të bandave në azimut mund të jetë i
zhvendosur. Ky problem nuk do të shfaqej nëse do ishin në dispozicion të dhënat bruto, në vend
të imazheve SLC, sepse në këtë rast të parat do ti nënshtroheshin një fokusimi ku merret në
konsideratë, për secilin imazh, jo frekuenca përkatëse e qendrës Doppler, por ajo mesatare.
3.5.5 Rikampionimi i imazhit Slave mbi imazhin Master
Në fund të korregjistrimit vlerësohet një polinom që lidh pozicionin e një pikseli në imazhin
master me një tjetër pozicion të tij në imazhin slave.
Kështu që, për çdo piksel në imazhin master, vlera korresponduese e tij në imazhin slave duhet
të jetë llogaritur në pozicionin e ri. Ky veprim kërkon një interpolim të imazhit slave. Duke
qenë se një saktësi prej së paku 1/8 e pikselit si në drejtimin slant range, ashtu edhe në atë
azimut është një kërkesë që e plotëson përpunimi interferometrik SAR, zgjedhja e kernelit të
interpolimit dikton një kompromis midis saktësisë së interpolimit dhe detyrës llogaritëse.
E një rëndësie të veçantë për këtë algoritëm është zgjedhja e kernelit optimal të interpolimit që
lidhet jo vetëm funksionin e përdorur, por edhe me madhësinë e tij (numrin e kampioneve
kernel). Artikujt referues për këtë janë në dispozicion nga (Hannssen & Bamler, 1999),
(Migliaccio & Bruno, 2003), (Cho et al., 2005). Tek (Hanssen, 1992), tregohet se si për
përpunimin standard interferometrik, kerneli me 4 ose 6 pika, është përgjithësisht i
mjaftueshëm, pavarësisht nga forma e kernelit.
Nga (Cho et al., 2005) propozohet një kernel i ri interpolimi (ndryshe nga ato klasikë të përdorur
në interferometri), i cili bazohet në funksionin e kosinusit të ngritur.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
78
Në drejtimin azimut spektri i sinjalit të një imazhi SAR mund të devijojë goxha nga përafrimi
zero-Doppler. Për të mënjanuar këto probleme, sinjali duhet të zhvendoset në frekuencën zero-
Doppler para interpolimit, e më pas duhet të ri sillet në frekuencën origjinale të qendrës
Doppler.
Figura 3.7: Funksioni i transferimit të kernelit kosinusi i ngritur (Cho et a., 2005).
Koherenca Gabimi i fazës (në gradë)
Teorike Simuluar Teorike Simuluar
Komshiu më i afërt 0.9132 0.9103 37.4 36.54
Lineare e pjesshme 0.9773 0.9766 21.4 20.29
16 pika 0.9995 0.9994 4.1 4.10
12 pika SW 0.9999 0.9999 0.3 1.47
6 pika RC 0.9999 0.9999 0.067 1.44
8 pika RC 0.9999 0.9999 0.038 1.43
10 pika RC 0.9999 0.9999 0.018 1.43
12 pika RC 0.9999 0.9999 0.010 1.43
Figura 4.8: Koherenca dhe gabimi i fazës për kernel të ndryshëm interpolimi (Cho et al., 2005).
3.5.6 Gjenerimi i interferogramës
Me përftimin e imazheve të korregjistruara dhe të filtruara, gjenerimi i interferogramës lidhet
me prodhimin e imazhit master më të konjuguarën komplekse të imazhit slave. Vihet re se kur
duam të vlerësojmë interferogramën në pikat që nuk i përkasin rrjetës së imazhit master (është
rasti i Gjeokodifikimit që do të flasim më vonë), ia vlen të bëhet mbikampionimi i të dy
Spartak KUÇAJ
79
imazheve që në fillim të formimit të interferogramës (në mënyrë që të shmanget efekti i
tjetërsimit (aliasing)). Në fakt, spektri i sinjalit interferometrik do të jetë i dyfishtë krahasuar
me atë të imazhit të vetëm dhe do të kërkojë një frekuencë të dyfishtë kampionimi. Zakonisht,
për të shmangur problemet, para mbikampionimit, sinjali duhet te jetë i zhvendosur në
frekuencën zero-Doppler e më pas do të ri sillet në frekuencën origjinale të qendrës Doppler.
3.5.7 Heqja e fazës që lidhet me elipsin e referimit
Në këtë hap simulimi i fazës interferometrike që lidhet me elipsin e referimit kryhet në
bashkëpunim me parametrat orbitalë të imazheve master dhe slave. Më pas faza nxirret nga
interferograma komplekse. Për secilin piksel të çiftit të imazheve duhet të vlerësohen distancat
ndërmjet orbitave të dy imazheve dhe qeliza korresponduese e rezolucionit mbi elipsoidin e
referimit (zakonisht WGS-84) nga ku nxirret diferenca.
Për të përcaktuar projeksionin e qelizës së rezolucionit në sipërfaqe mbi elipsoidin e referimit
ndërtohet një sistem ekuacionesh që zgjidhen në mënyrë interaktive; një zgjidhje e tillë mund
të kërkohet ose për secilin piksel të interferogramës, ose mbi një rrjetë të rregullt pikash që
mbulojnë të gjithë interferogramën, nga ku më vonë vlerësohen (me metodën e katrorëve më të
vegjël) koeficientet e një polinomi të rendit të dytë me anën e të cilit modelohet faza që lidhet
me elipsoidin e referimit të të gjithë interferogramës.
3.5.8 Vlerësimi i hartës së koherencës së interferogramës
Më sipër është treguar koncepti i koherencës interferometrike për vlerësimin sasior të cilësisë
së shiritave interferometrike. Është treguar se një zgjidhje e tillë ka vlera të ulëta të koherencës
dhe dritare vlerësimi me përmasa të vogla. Përmasat e dritares së vlerësimit duhet të rregullohen
në funksion të karakteristikave të zonës së vrojtuar: përmasat duhet të jenë të mëdha
mjaftueshëm sa për të garantuar një numër të mirë kampionimi dhe në të njëjtën kohë duhet të
jenë të tilla që të evitojnë sipërfaqet kthyese jo homogjene. Për më tepër, algoritmi duhet të jetë
në gjendje të korrigjojë vlerën e koherencës duke i zbritur përbërësit e fazës sistematike (që
lidhet të paktën me topografinë).
3.5.9 Zbërthimi i fazës interferometrike
Shumë algoritme të zbërthimit të fazës zbatuar për të zgjidhur këtë problem matematikor;
përkundër qasjeve të ndryshme, besueshmëria e rezultatit është gjithmonë e lidhur fort me
informacionet apriori mbi zonën e vrojtuar. Përballjet dhe analizat krahasuese ndërmjet
algoritmeve të ndryshme të zbërthimit të fazës gjenden tek (Ghiglia & Pritt, 1988).
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
80
Ndër strategjitë më efikase, algoritmet minimum norm janë konsideruar të fortë dhe të fuqishëm,
ndërsa algoritmet e tipit Minimum Cost Flow janë më fleksibël.
3.5.10 Simulimi fazës interferometrike topografike
Me teknikën e dyfishtë DInSAR kjo arrihet duke u nisur nga një DEM referimi dhe nga
parametrat orbitalë të imazheve master dhe slave. Faza e simuluar mund të përdoret për
gjeneruar një interferogramë diferenciale dhe për të rilevuar praninë e një zone deformimi në
sipërfaqe, por edhe, për shembull, për të vlerësuar efikasitetin e algoritmeve të zbërthimit të
fazës (në qoftë se përdoren vetëm në interferogramat topografike).
3.5.11 Gjenerimi i interferogramës diferenciale
Në qoftë se duam të rikuperojmë informacionin mbi deformimin në sipërfaqe nga faza
interferometrike, do të ishte e nevojshme gjenerimi i interferogramës diferenciale, duke hequr
fazën topografike të simuluar nga faza interferometrike, në drejtim të korrigjimit të fazës së
terrenit të sheshtë. Megjithatë, duhet pasur gjithmonë parasysh se nga një interferograme e
vetme diferenciale është përgjithësisht e vështirë të ndahet kontributi i deformimit nga
kontributet e këqija që lidhen me vonesat atmosferike dhe mbetjet topografike.
3.5.12 Nxjerrja e informacionit të kuotës topografike dhe Gjeokodifikimi
Nëse duam të nxjerrim hartën topografike të zonës së interesit në sipërfaqe nga faza
interferometrike e zbërthyer duhet bërë konvertimi fazë/kuotë, i cili bën të mundur nxjerrjen,
nga secili piksel në sistemin koordinativ SAR (range, azimut), të informacionit të kuotës (në
elipsoidin e referimit), për shembull, sipas barazimit (3.17).
Gjeokodifikimi, në fakt, është ndryshimi i kornizës së referimit të imazheve nga ai tipiku i
përftimeve SAR në një prej sistemeve të koordinatave gjeografike në dispozicion. Kjo gjë
ndahet në dy faza të veçanta: gjeoreferencimi, d.m.th. identifikimi i koordinatave gjeografike
të secilit piksel në imazh duke marrë parasysh kuotën e pikselit në lidhje me elipsoidin, dhe
rikampionimim e mëvonshëm të të dhënave origjinale mbi një rrjetë të re pikash në koordinata
gjeografike. Algoritme të ndryshme janë në dispozicion: gjeoreferencimi invers SAR
(Schwabisch, 1998), gjeoreferencimi i drejtpërdrejtë SAR që kryhet përmes një zgjidhjeje të
përafruar të ekuacioneve range-Doppler (Schreier, 1993) ose gjeoreferencimi i drejtpërdrejtë
SAR që kryhet përmes një zgjidhjeje të saktë të ekuacioneve range-Doppler (Nico, 2002).
Spartak KUÇAJ
81
3.5.13 Kthyesit e përhershëm
Siç është përmendur deri tani, është e rëndësishme që në mënyrë që të merren rezultate të mira
interferometrike duhet vepruar në koherenca të larta; duke punuar me baza normale të afërta
me atë kritike ose shumë më të madhe, gjithashtu përdorimi i bazave kohore të mëdha e mban
problematikën në të njëjtat kushte.
Në këtë kontekst futet koncepti i kthyesit të përhershëm (PS: Persistent Scatterer) i përcaktuar
si ai objekt i veçantë në sipërfaqe reflektimi i të cilit është i pavarur si nga baza kohore ashtu
edhe nga ajo gjeometrike. Pra, kthyesit e përhershëm përfaqësojnë pika me qëndrueshmëri të
lartë (ose koherencë të madhe), falë të cilave është i mundur monitorimi i një zone (në të cilën
këto janë të pranishëm) për një periudhë të gjatë kohore dhe duke përdorur të gjithë tërësinë e
imazheve në dispozicion, pa u shqetësuar për vlerat e larta të bazave gjeometrike apo kohore
(Ferretti et al., 2001).
Pas identifikimit të një rrjeti të tillë pikash mund të kryhen matje mbi lëvizjet e terrenit dhe të
vlerësohen gabimet e kryera nga DEM në dispozicion mbi zonën e interesit për të përmirësuar
saktësinë.
Për të kuptuar se në çfarë mënyre evidentohen pikselat e qëndrueshëm brenda kornizës po
rishohim barazimin, i parë dhe më lart, të modulit të sinjalit të rikthyer nga një qelizë
rezolucioni:
cellak
pφjk
kepMps )()()( (3.21)
ku kujtojmë se shuma shtrihet për të gjithë reflektuesit, ose kthyesit, brenda qelizës p .
Në këtë kontekst, po shkruajmë barazimin e fazës që lidhet me një kthyes të vetëm si shumë e
faktorëve të mëposhtëm:
nRRλ
πψφ kkk )Δ(
4 (3.22)
ku R është distanca mesatare ndërmjet çdo kthyesi të vetëm dhe sensorit dhe kRΔ është
devijimi nga kjo vlerë; n përfshin të gjithë termat e zhurmës të pranishëm në imazh duke
përfshirë edhe termin atmosferik dhe lëvizjet koherente në qelizë.
Në këtë pikë, është e qartë se po të zëvendësojmë barazimin (3.22) tek (3.21) do të dalin jashtë
shumës termat që nuk varen nga dhe atëherë barazimi (3.21) mund të rishkruhet si më poshtë:
qelizek
pjk
j kt epMeps )()()( cos (3.23)
ku kkk Rλ
πψξ Δ
4 dhe nR
λ
πζ t
4cos
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
82
Vihet re se termi tζcos është i përbashkët për të gjithë kthyesit elementarë që lidhen me pikselin
p . Aftësia për të dalluar termat që varen nga k , e që janë të ndryshëm nga ata konstantë, është
karakteristika e sinjalit SAR që lejon përcaktimin e qëndrueshmërisë së një pikseli duke
vlerësuar shpërndarjen e vlerës së modulit të tij mbi shumë imazhe (ndër-imazhe) të të njëjtit
piksel. Kjo shpërndarje do të jetë matja e ndryshimit të termit të reflektimit dhe distancës brenda
qelizës së rezolucionit në tokë dhe do të rezultojë e pavarur nga termat që përbëjnë tζcos .
E kemi thënë tashmë se zhurma me pikla që karakterizon modulin e përftimeve shkaktohet nga
termi i reflektimit. Kjo zhurmë ka karakteristikat e shpërndarjes dhe mund të paraqitet në
barazimin (3.23) në këtë mënyrë:
)1()()( coscos )( rctkt jjj
qelizek
pjk
j receeepMeps
(3.24)
ku c dhe cξ janë përbërësit e modulit dhe fazës koherente që do të shfaqeshin edhe në mungesë
të zhurmës me pikla, r dhe rξ janë përbërësit e modulit dhe fazës së zhurmës.
Dallimi i sapo bërë ndërmjet termave të koherencës dhe atyre të zhurmës është i nevojshëm për
përcaktimin e objekteve të përhershëm për shkak se ai lejon dallimin e objekteve pikë nga ata
të shpërndarë. Në terma të përgjithshme dhe pa hyrë shumë në detaje për të mos rënduar
diskutimin mund të thuhet se kur të gjitha pikat brenda së njëjtës qelizë kontribuojnë me të
njëjtën fuqi, atëherë flitet për një objekt të shpërndarë dhe në këtë rast sinjali koherent bëhet i
krahasueshëm me zhurmën; megjithatë, nëse ekziston një rikthyes më i fuqishëm se të tjerët,
atëherë flitet për një objekt të qëndrueshëm pikë dhe në këtë rast përbërësja e koherencës bëhet
shumë më e fortë se zhurma.
Atëherë, si përfundim, një objekt i përhershëm është një objekt pikë, i qëndrueshëm, koherent
dhe me fuqi të lartë reflektimi dhe gjendet brenda një qelize elementare, moduli kompleks i së
cilës ndryshon pak me këndin e rënies së LOS dhe se është i tillë që karakteristikat e reflektimit
të pikselit korrespondues nuk ndryshojnë në përftime të ndryshme duke rezultuar kështu
praktikisht të pandryshueshme nga baza gjeometrike. Megjithatë, duke studiuar se si ndryshon
moduli në imazhe të ndryshme është e mundur të dallohet njëri apo tjetri lloj objekti dhe, si
pasojë, të identifikohen ato pika në të cilat termi i zhurmës për shkak të dekorrelacionit kohor
dhe gjeometrik rezulton i kufizuar. Pika të tilla janë më pak të zhurmshme dhe, për këtë arsye,
më të përshtatshme për një vlerësim fillestar dhe për heqjen e përbërësve atmosferikë.
Teknikat interferometrike shumë kohore merren pikërisht me identifikimin e objekteve të
përhershëm dhe lejojnë rindërtimin pikë për pikë të tendencës së fazës në kohë. Këto teknika
analizojnë për çdo piksel tendencën e fazës në të gjitha imazhet dhe lejojnë vlerësimin dhe
kompensimin e termave atmosferikë të pranishëm në fazat diferenciale. Më poshtë do të jepet
një përshkrim i përgjithshëm i zinxhirit interferometrik SPINUA (Stable Point INterferometry
over Un-urbanised Areas) zhvilluar për herë të parë nga Grupi i Telerilevimit të Departamentit
Spartak KUÇAJ
83
Ndëruniversitar të Fizikës në Bari, Itali, me qëllimin e vetëm për të rilevuar dhe monitoruar
objektet koherentë në zonat jo ose pjesërisht të urbanizuara.
3.6 Zinxhiri i përpunimit shumë kohor SPINUA
Diagrama e zinxhirit interferometrik SPINUA tregohet në figurën 3.9. Para gjenerimit të një
grupi imazhesh të rikampionuara në gjeometrinë master dhe interferogramave diferenciale
korresponduese, si fillim kryhet një analizë statistikore vetëm mbi modulet e imazheve të
rikampionuara (Di Bisceglie et al., 1996; Bamler et al., 1993; Seymour & Cumming, 1994; Lee
et al., 1994; Abramowitz & Stegun) në mënyrë që identifikohet harta e pikave ku kontributi n
i zhurmës si dhe i dekorrelacionit gjeometrik dhe kohor të jetë i kufizuar, më pas teknika shumë
kohore përbëhet nga një seri hapash në të cilët alternohet vlerësimi i termave APS (Atmospheric
Phase Screen) me vlerësimin e shpejtësisë së objektit në drejtimin LOS dhe me vlerësimin e
gabimeve të DEM. Përpunimi interferometrik shumë kohor përbëhet nga një seri hapash të
njëpasnjëshëm ku vlerësimi i kontributeve atmosferike dhe si rrjedhojë dhe e shpejtësive të
gabimeve në DEM kryhet fillimisht mbi një numër të kufizuar interferogramash.
Në këtë mënyrë, në çdo hap është e mundur të futen diferenca të reja të cilët kontribuojnë me
dëshirë në një vlerësim më të mirë të tre termave të përshkruar më sipër deri në përfshirjen e të
gjitha diferencave. Koherenca ndër imazh është një tregues besueshmërie e vlerave të marra;
merr një vlerë që përfshihet në intervalin [0, 1] dhe në hapin e parë vlera e saj nuk është e njohur
akoma dhe merr një vlerë unike.
Algoritmi përbëhet nga hapat e mëposhtëm:
1. vlerësimi i numrit fillestar 0N i diferencialeve mbi të cilat vlerësohet αΔ ;
2. vlerësimi i termit αΔ : APS përafrohet me një plan faze koeficientet e të cilit
llogariten mbi të gjitha pikat e imazhit dhe përfaqësojnë dy frekuencat hapësinore
dhe fazën e kulmit të DFT (Discrete Fourier Transform) të φje ;
3. vlerësimi i shpejtësisë dhe gabimit në DEM: termi vlerësues αΔ nxirret nga faza
diferenciale dhe llogaritet gabimi i kuotës e i shpejtësisë për çdo objekt të
përhershëm;
4. heqja e termit të llogaritur të zhvendosjes dhe topografisë: ripërcaktohet faza
diferenciale vetëm për pikselat e qëndrueshëm dhe duke u nisur nga kjo fazë e re
mund të vlerësohet më me saktësi termi atmosferik;
5. llogaritja e koherencës brenda imazhit: llogaritja e një termi të tillë shtrihet në të
gjithë objektet e përhershëm dhe shërben për të vlerësuar përmirësimin e
kompensimit nga hapi në hap;
6. përsëritja e algoritmit: rrit numrin 0N të interferogramave dhe përsëriten hapa të
ndryshëm deri sa të shqyrtohen të gjitha diferencialet që janë në dispozicion.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
84
Figura 3.9: Diagrama e zinxhirit SPINUA (Bovenga, 2005).
Pasi përcaktohet për çdo diferencial plani i fazës përfundimtare vazhdohet me korrigjimin e të
gjithë diferencialeve thjesht duke hequr piksel për piksel (për të gjithë pikselat e jo vetëm për
pikselat e qëndrueshëm që u korrespondojnë objektet e përhershme) termin APS.
Objektet e përhershëm për të cilët është folur deri tani janë përcaktuar në bazë të një studimi
statistikor vetëm mbi modulin e përftimeve dhe përfaqësojnë kështu një vlerësim fillestar të
atyre që janë PS realë dhe për këtë arsye janë përcaktuar si PSC ose kandidatët PS (Persistent
Scatterer Candidates).
Për përcaktimin e PS realë është e nevojshme të futet koncepti i koherencës së periudhës së
gjatë LPγ dhe të studiohet koherenca ndër-imazh i të gjitha kornizave piksel për piksel. Pa hyrë
shumë në detaje (për më tepër shiko në referencën bibliografike (Bovenga, 2005)) thjesht mund
të thuhet se koherenca ndër-imazh llogaritet mbi fazë e jo mbi modulet e përftimit. PS janë ato
piksel për të cilët koherenca ndër-imazh e tejkalon një prag të paracaktuar. Atëherë, është e
qartë se edhe koherenca e periudhës së gjatë do ti marrë vlerat në intervalin [0, 1], duke iu
afruar vlerës 1 kur mbetjet e vlerësimeve të bëra dhe zhurma e korrelacionit në piksel janë të
kufizuara.
Vlerat e pragjeve merren zakonisht të barabarta, nëse nuk e kalojnë vlerën 0.75. Natyrisht, sa
më i madh të jetë ky prag, aq më e lartë do të jetë besueshmëria e matjeve të kryera.
Spartak KUÇAJ
85
3.7 Studim bibliografik
3.7.1 Uljet në Xhakarta
Ndër qytetet aziatike Xhakarta është një shembull i rëndësishëm i problemeve të shkaktuara
nga lëvizjet e tokës në strukturat njerëzore. Shkaqet e uljeve janë të natyrave të ndryshme:
nxjerrja e ujit nga nëntoka, ngarkesat e konstruksioneve në zonat e banuara, përbërja gjeologjike
etj.. Rezultatet e një studimi, ku janë përfshirë teknikat GPS, janë paraqitur nga Murdohardono
e Sudarsono, 1998; Abidin, 2001.
Figura 3.10: Sasia vjetore e ujit të nxjerrë nga nëntoka nga puset e regjistruara në Xhakarta (Sudibyo,
1999)
Ndër rastet e përmendura, shkaku më i rëndësishëm është ai që lidhet me nxjerrjen e ujit nga
nëntoka, i cili është përkeqësuar më shumë gjatë lëvizjeve migruese të viteve ’70 si dhe nga
zhvillimi i industrial i zonës, i cili solli një shfrytëzim të tillë të tokës saqë në një dhjetëvjeçar
ka sjellë episode të ndryshme të uljeve të terrenit (figura 3.10).
Sipas Yong (1995), gjiri i Xhakartës përbëhet nga depozitime kuaternare (me trashësi rreth 200-
300 m) dhe nga shkëmbinj terciarë të ndarë në tri njësi sedimentesh detare dhe jodetare.
3.7.2 Uljet në Wieliczka
Qyteti i Wieliczka-s (figura 3.11) shtrihet në një nga zonat turistike më të vizituara në Poloni,
miniera mbi 700 vjeçare e kripës. Çdo vit miniera vizitohet nga rreth 1 milion vizitorë nga e
gjithë bota dhe në vitin 1978 UNESCO e ka vendosur në listën e parë ndërkombëtare të pasurisë
kulturore dhe natyrore botërore. Janë nxjerrë rreth 7.5 milion m3 material duke filluar nga niveli
i parë (64 m nën sipërfaqe) deri tek niveli i nëntë (në thellësinë 327 m).
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
86
Këtu përfshihen mbi 2000 ndarje dhe mbi 200 km galeri. Shfrytëzimi është kryer në një zonë
që shtrihet rreth 6-7 km në drejtimin L-P dhe e gjerë rreth 1 km. Është e dukshme që përfitimi
nga nxjerrja ka pasur një ndikim negativ në sipërfaqe dhe në qëndrueshmërinë e qytetit, i cili
është vendosur direkt mbi minierë. Ngjarja më e fundit e rrezikshme është shfaqur në fillim të
viteve ’90, si pasojë e së cilës u shfaqën ulje lokale në minierë, të cilat ndërprenë hekurudhën
dhe dëmtuan Manastirin Françeskan të shekullit të shtatëmbëdhjetë.
Vitet e fundit interferometria diferenciale është bërë një mjet i dobishëm për zbulimin dhe
monitorimin e lëvizjes afatgjatë të tokës. Në këtë kontekst, Wieliczka është me interes të
veçantë për shkak se ajo është e ndikuar si nga fenomeni i rrëshqitjes së tokës, ashtu edhe nga
ulja. Ajo ofron një mundësi për një studim të lidhjeve të mundshme ndërmjet uljes së minierave
dhe paqëndrueshmërisë së shpatit.
Figura 3.11: Wieliczka
Përveç qendrës së qytetit, zonat përreth karakterizohen nga një shkallë e ulët e urbanizimit dhe
shfrytëzimit të tokës kryesisht për bujqësi. Pavarësisht nga lartësitë modeste, shpatet që
rrethojnë qytetin janë të rrëshqitshme. Depozitimet e kripës së gurit janë gjetur në brendësi të
njësive tektonike të moshës së Miocenit, të cilat përfshijnë argjila, mergele dhe ranorë. Këto
njësi janë të mbështjellë në zonën e depresionit të Wieliczka-s nga sedimente të kuaternarit
(kryesisht argjila, rërë, zhavorr) dhe nga materiale aluviale, ndërsa formacionet e flishit gëlqeror
të moshës së Jurasik-Kretakut formojnë themelin.
Shpejtësitë e vogla ndeshen në lindje të qendrës së qytetit (zakonisht më pak se 10 mm në vit).
Ka mundësi që luhatjet në hapësirë të uljeve në fushën e Wieliczka-s janë të lidhura me historinë
e shkuar dhe të tanishme të minierës së kripës. Për të shqyrtuar këtë mundësi në vijim po
përqendrohemi në katër fusha të vogla që ishin dhe ende janë të prekura drejtpërdrejt nga
aktiviteti minerar.
Spartak KUÇAJ
87
Në veçanti, duke u nisur nga rrethinat perëndimore të qytetit marrim në konsideratë zonën me
ulje maksimale. Është interesante të theksohet se kjo zonë (Figura 3.12-1) përfshin dy puset e
minierës, Kosciuszko dhe Kinga, duke arritur respektivisht 300 dhe 296 nën sipërfaqen e tokës.
Figura 3.12: Paraqitja e zonave problematike:
1. Zona që përfshin puset e thella Kosciuszko dhe Kinga të minierës;
2. Zona e pusit Danilowicz - hyrja kryesore turistike në minierë;
3. Qendra e qytetit dhe pusi me i vjetër Regis me thellësinë minimale dhe ndërtesat historike;
4. Zona e Manastirit Françeskan (ndërtesa e madhe në qendër të imazhit).
Shpejtësia e lëvizjes së pikave PS në afërsi të puseve Kinga dhe Kosciuszko luhatet,
përkatësisht, nga -19 në -24 mm në vit dhe nga -15 në -19 mm në vit.
Zona e dytë e interesit është e përqendruar rreth pusit Danilowicz (Figura3.12-2). Ky është pusi
i tretë i thellë (- 243 m) dhe sot është hyrja (me anë të ashensorëve) kryesore turistike në minierë.
Këtu, PS e vendosur në krye të pusit ka një shpejtësi lëvizjeje prej -18 mm në vit.
Zona e tretë përfshin sheshin kryesor të qytetit dhe pusin më të vjetër dhe relativisht më të cekët
(106 m të thellë) të quajtur Regis (figura 3.12-3). Struktura e pusit në vetvete nuk përfshin
ndonjë objektiv të radarëve, por PS që korrespondon me ndërtesat historike (kështjella e
minierës dhe kisha e Shën Klementit) lëviz me një shpejtësi nga -7 në -10 mm në vit.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
88
Zona e fundit me interes të veçantë është e vendosur në veriperëndim të qendrës së qytetit dhe
përfshin manastirin françeskan të shekullit të shtatëmbëdhjetë (figura 3.12-4). Në fillim të
viteve 90', si pasojë e një fluksi të papritur dhe të madh të ujërave nëntokësore në pjesën veriore
të minierës, zona jugore e manastirit pësoi ulje. Këto ngjarje kanë shkaktuar dëmtim të
hekurudhës dhe manastirit.
3.7.3 Uljet në Emilia-Romagna
Nxjerrja e lëngjeve të nëndheshme ka prodhuar efekte të rëndësishme të uljeve në rajonin
Emilia-Romagna.
Ulja është një fenomen i pranishëm në pjesën më të madhe të territorit të rajonit dhe është
shkaktuar nga proceset e ndryshme natyrore me origjinë gjeodinamike dhe tektonike etj.
(Carminati, 2003). Fenomeni me ndikimin më të madh ka origjinën nga veprimtaria njerëzore
dhe lidhet me nxjerrjen e ujit nëntokësor dhe hidrokarbureve (p.sh. Carminati dhe Martinelli,
2002). Studime me karakter të njëjtë (Martinelli, 1998; Chahoud, 2002; Dadomo dhe Martinelli,
2005 etj.) kanë treguar në mënyrë alarmuese kapacitetin e pakët të rimbushjes së pjesës më të
madhe të ujëmbledhësve më të nevojshëm për ujitje, në industri dhe për qëllime civile në qytete.
Shumë ujëmbledhës në jug të lumit Po janë të mbyllur dhe kanë ujëra të moshës nga 5000 deri
100000 vjet (Chahoud, 2002). Aktualisht ekzistojnë hartat e uljeve të marra nga matje
topografike, të cilat kanë treguar përshpejtimin e fortë të uljeve në qendrat urbane ku
ujëmbledhësit shfrytëzohen në mënyrë intensive. Në disa fusha janë matur shpejtësi uljeje më
të mëdha se 5 cm/vit (Bitelli, 2005).
Metodat e përdorura
Metodat aktuale të matjes, të tilla si GPS dhe interferometria SAR, lejojnë përshkrimin e
fenomenit të uljes me saktësi të madhe dhe sidomos me një rezolucion të lartë hapësinor dhe
kohor. Ky informacion, i përpunuar siç duhet dhe i integruar me rindërtimin gjeologjik dhe
hidrogjeologjik të ujëmbledhësve nëntokësorë dhe me mbledhjen e të dhënave piezometrike në
një rrjet të gjerë pusesh të shpërndarë në të gjithë zonën, siguron kuptimin e fenomenit në të
gjitha aspektet e tij dhe, nëse është e nevojshme më tej në zvogëlimin e pasojave nga rregullimi
i procesit të nxjerrjes. Në mënyrë që të monitorohet shkalla dhe sasia e uljeve është kryer një
analizë me anë të të dhënave të interferometrisë SAR. Kjo teknikë mund të lejojë, ndër të tjera,
një vlerësim më të përshtatshëm të vëllimit të ujit të nxjerrë.
Spartak KUÇAJ
89
Figura 3.13: Harta e shpejtësisë mesatare të tokës e marrë duke zbatuar teknikën DInSAR SBAS.
Periudha kohore e mbulimit është nga 1992 deri më 2000.
Një vlerësim paraprak i kryer me metodologjinë e propozuar nga Galloway (2000) tregon në
fakt një deficit të ujit prej rreth 50-100 milionë m3/vit. Metodologjia e propozuar nga Galloëay
(2000) tregon se mund të merren vlerësime të deficitit vjetor të ujit, duke marrë në konsideratë
vëllimin vjetor të fundosjes së sedimenteve, gjë që i bën teknikat e vrojtimit SAR veçanërisht
të përshtatshme për karakteristikat e detajuara dhe të tërësisë.
3.7.4 Uljet në Gangwon-do, Kore e Jugut
Zona e studimit është e vendosur në pjesën lindore të Koresë së Jugut në gjerësinë 37 ° 06' N -
37 ° 10' N dhe gjatësi 128 ° 41' E -128 ° 57' E me një lartësi mesatare mbi nivelin e detit prej
rreth 950 m. Kjo zonë përfshin pellgun e qymyrit Samchuk nga ku nxirret 13% e prodhimit të
qymyrit në Korenë e Jugut. (Fig. 1.5).
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
90
Figura 3.14: Harta e vendndodhjes së zonës së studimit, e marrë nga një imazh ETM Landsat të datës 7
korrik 2001. Katrori i zi në imazh pasqyron fushën e studimit.
Fusha qymyrgurore Samchuk e vendosur në Kangwon-do në Kore ishte në shfrytëzim deri në
vitet '30. Kohët e fundit kjo fushë është braktisur në kuadër të një politike te re industriale.
Aktiviteti minerar çoi në deformim të sipërfaqes, ndryshime në ekosistemin lokal dhe ndikon
në zonat e banuara (Chang, 2005). Lëvizje të tilla kanë shkaktuar lëvizje të thella në zonën
qymyrmbajtëse. Ky efekt për shkak të nxjerrjes së qymyrit është i njohur si rrëshqitje të
depresionit (Perski and Jura, 2003).
Burimet e qymyrit të Koresë së Jugut përbëhet pothuajse tërësisht nga antracite, rreth 85%, e
cila është depozituar aty gjatë periudhës ndërmjet Mesozoit dhe Paleozoit. Fusha qymyrgurore
e Samchuk ka një shtrirje lindje-perëndim.
Aktualisht, që nga viti 2002, është mbyllur pjesa më e madhe e minierave të qymyrit, pas
politikës së ndjekur në industrinë e qymyrit. Rënia e papritur apo rrëshqitjet e sipërfaqes është
raportuar shpesh nga gazetat dhe raportet zyrtare për zonën e studimit. Shkaqet e këtyre uljeve
janë kryesisht për shkak të aktiviteteve nëntokësore. Qeveria ka realizuar një studim në 336
zona ku gjenden miniera të braktisura të qymyrit nga viti 1989 deri më 2003. Edhe si rezultat i
këtyre fatkeqësive, minierat janë përforcuar shumë.
Spartak KUÇAJ
91
3.7.5 Uljet në Silezinë e Sipërme, Poloni
Rajoni i Silezisë së Sipërme, zë një sipërfaqe prej 7250 km2 dhe ndodhet në Europën qendrore
në jug të Polonisë në kufi me Republikën Çeke dhe Sllovake, është pellgu kryesor i qymyrit në
Poloni, si dhe një ndër më të mëdhenjtë në Evropë. Në vitet e fundit përdorimi i teknologjive të
reja bëri të mundur të arrihet një kapacitet ditor deri në 10000 ton. Ky shfrytëzim i burimeve ka
rezultuar në shumë raste për zbrazje totale të qymyrit në një gjatësi prej disa kilometra, duke
shkaktuar kështu fenomenin e fundosjes (e njohur si rrëshqitje depresioni) së këtyre minierave.
Veprimtaria nxjerrëse në minierat e qymyrit është zhvilluar për më shumë se 200 vjet. Gjatë dy
shekujve të fundit, industria e qymyrgurit ka përdorur rreth 7 miliard ton lëndë të parë. Në vitet
‘90 rajoni ka prodhuar deri në 100 milion ton në vit. Rrjedhimisht, Silezia e Sipërme u urbanizua
shumë dhe në të njëjtën kohë nga ana mjedisore degradoi. Aktualisht janë në punë 39 miniera
pjesën polake të basenit në një thellësi prej 200 m deri 900 m nën sipërfaqen e tokës. Në Silezinë
e Sipërme aktiviteti minerar ka çuar në një dëmtim lokal të një sipërfaqeje prej gati 600 km2.
Ulja ka shkaktuar ndryshime të theksuara në topografinë e zonës, si dhe në hidrografinë e saj,
dhe ende po shkakton probleme në ndërtesa, rrugë, hekurudha dhe tubacione. Ndërmjet viteve
1970 dhe 1999, ritme të tilla shfrytëzimi kanë shkaktuar probleme të mëdha në qytete të tilla si
Katowice (kryeqyteti i provincës) dhe Bytom. Që nga viti 1999, ulja për shkak të nxjerrjes së
qymyrit nga minierat është bërë një problem i madh për politikën e investimeve (Kwiatek,
1997).
Shpejtësia e uljes zakonisht arrin deri në disa centimetra në muaj, por ka shumë zona me një
ulje ditore prej 1 cm ose më shumë. Një ulje e tillë shfaqet zakonisht 3 deri 6 muaj pas
përfundimit të punimeve dhe pastaj gjatë dy viteve të ardhshme ulja zvogëlohet gradualisht.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
92
PËRFUNDIME
Sistemet SAR bazohen në principin sipas të cilit një antene artificialisht e gjatë mund të
sintetizohet duke u nisur nga një antenë shumë më e shkurtër në lëvizje, e cila kombinon
informacionin e më shumë impulsesh mbërritëse që kapen nga antena. Kjo gjë arrihet falë
përdorimit të radarëve koherentë, të cilët janë në gjendje të rikuperojnë nga impulset radar si
informacionin e amplitudës, ashtu edhe atë të fazës duke dhënë në këtë mënyrë një përmirësim
të rezolucionit në azimut (drejtimi i fluturimit) deri në trefish.
Një sistem SAR punon në zonën e valëve të shkurtra të spektrit elektromagnetik, kryesisht në
bandat L [gjatësia e valës = 23.5 cm], C [5.6 cm], X [3 cm] ose K [1 cm]. Përdorimi i valëve të
shkurtra ka një avantazh të madh krahasuar me zonën e dukshme: valët e shkurtra kanë gjatësi
vale miliona herë më të mëdha se ato në zonën e dukshme, prandaj, në ndryshim nga drita
arrijnë të penetrojnë mjegullën, retë dhe të tjera pengesa atmosferike duke na dhënë imazhe
radar të Tokës si ditën ashtu edhe natën.
Megjithatë, përpara se të arrihet në fazën përfundimtare, duhen marrë në konsideratë shumë
çështje.
Këto çështje lidhen me rezolucionin e të dhënave SAR: rezolucionin në drejtimin range dhe atë
në azimut. Përpunimi interferometrik është i një rëndësie të veçantë, sepse ai lidhet ngushtë me
zgjedhjen e imazheve satelitore të vlefshme për tu përpunuar dhe zgjedhjen e zonës së interesit
brenda tyre. Korregjistrimi dhe rikampionimi i imazhit Slave mbi imazhin Master është një
faktor që lidhet me saktësinë e dëshiruar dhe me mbarëvajtjen e gjithë procesit të punës.
Gjithashtu, nuk mund të anashkalohet edhe vlerësimi i hartës së koherencës dhe i kthyesve të
përhershëm.
Studimet bibliografike e cituara këtu dhe përvoja ndërkombëtare tregojnë se kjo metodë është
metoda më e mirë për të bërë një vlerësim cilësor për lëvizje shumë të vogla të terrenit dhe të
objekteve. Siç do të shohim në pjesën praktike edhe të këtij punimi, kjo metodë arrin të ketë
vlerësime për shpejtësi lëvizjeje të rendit të milimetrave në vit.
Spartak KUÇAJ
93
PJESA III - PJESA PRAKTIKE
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
94
KAPITULLI 4 – Përpunimi i të dhënave
Spartak KUÇAJ
95
4.1 Algoritmi SPINUA
Në një interferogramë vërehet prania e zonave me cilësi të ndryshme të shiritave. Kjo ndodh
për shkak të zhurmave, intensiteti i të cilave ndryshon në imazh e që varen edhe nga (por jo
vetëm) distanca ndërmjet orbitave të dy përftimeve SAR.
Veçanërisht, kur orbitat e imazheve Master dhe Slave kanë një bazë normale të madhe, zhurma
mund të kapë nivele që e bëjnë interferogramën të papërdorshme.
Cilësia e shiritave interferometrikë varet nga korrelacioni i dy imazheve SAR. Korrelacioni
mund të vlerësohet me anë të koherencës interferometrike . Ky parametër mat, në zona të
vogla brenda imazhit, shkallën e korrelacionit midis imazheve Master dhe Slave dhe është në
gjendje të vlerësojë me vlera reale cilësinë e shiritave interferometrikë.
Në të vërtetë, është koeficienti i korrelacionit kryq ndërmjet çifteve të imazheve SAR dhe
vlerësohet mbi dritare të vogla pas kompensimit të termave përcaktues të fazës. Koherenca
lokale mund të marrë vlera në intervalin nga 0 në 1; 0γ tregon se në atë zonë interferograma
është dëmtuar rëndë nga zhurma dhe kjo gjë verifikohet më së shumti në zonat me bimësi të
lartë ose të mbuluara me ujë e që shfaqen shumë të errëta. Ndërsa, 1γ tregon pothuajse një
mungesë të plotë të zhurmës dhe zona të tilla përfaqësojnë një cilësi të lartë të shiritave
interferometrikë.
Vlen të theksohet se përsëritja e përftimeve të imazheve në kohë për të njëjtën zonë mundëson
kryerjen e një monitorimi të vazhdueshëm të zhvendosjeve të terrenit. Megjithatë, kjo mundësi
kufizohet nga fakti se koherenca tenton të ulet shpejt kur përdoren imazhe Slave të larguar
shumë në kohë nga imazhi Master (shënim: koherenca degradon edhe me rritjen e vlerës së
bazës normale).
Në këtë kontekst prezantohen teknikat shumë-kohore SAR midis të cilave përmenden teknikat
PSInSAR, të cilat bazohen në konceptin e Kthyesve të Qëndrueshëm (KQ) të njohur si ai objekt
i veçantë në sipërfaqe aftësia reflektuese e të cilit rezulton të jetë e pavarur si nga baza kohore,
ashtu edhe nga baza gjeometrike. KQ përfaqësojnë pika me qëndrueshmëri të lartë (ose me
koherencë të lartë), falë tyre është e mundur të monitorohet një zonë (ku ata janë të pranishëm),
për një kohë të gjatë dhe duke shfrytëzuar të gjitha imazhet që janë në dispozicion, pa u penguar
nga bazat gjeometrike ose kohore të larta. Ndër teknikat e ndryshme që bazohen në KQ,
përmendet teknika SPINUA e zhvilluar nga GAP në bashkëpunim me Departamentin e Fizikës
dhe CNR-ISSIA në Bari.
Diagrama e kësaj teknike është e paraqitur në Diagrama e teknikës SPINUA.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
96
Figura 4.1: Diagrama e teknikës SPINUA.
Në këtë diagramë evidentohen 5 hapa kryesorë:
1. Hapi i parë është krijimi i dy grupe të dhënash: grupi i imazheve SLC të rikampionuara
në gjeometrinë e përftimit të imazhit Master dhe grupi i interferogramave diferenciale
të ndërtuara ndërmjet imazheve Slave dhe Master (blloku “ǀSLCǀ Stack” dhe
“Differential Interferogram Generation”).
2. Hapi i dytë lidhet me përdorimin e grupit të imazheve të rikampionuara SLC për të
nxjerrë pozicionin e pikave Kandidatë KQ (blloku “Amplitude Stability Map
Evaluation”).
3. Hapi i tretë përdor hartën e Kandidatëve KQ për të hequr objektet atmosferike të
pranishme në grupin e interferogramave diferenciale (blloku “Atmospheric Phase
Filtering”).
4. Hapi i katërt bën vlerësimin e kuotës dhe të lëvizjes për të gjitha pikat e grupit të
interferogramës diferenciale të korrigjuara nga objektet atmosferike (blloku “DEM
Error & movement Estimation”).
5. Hapi i pestë zgjedh pikselat që kanë një koherencë kohore të lartë (Kthyesit e
Qëndrueshëm) dhe për secilin prej tyre jep në një format të caktuar (tekst, shape file dhe
kml) pozicionin (blloku “Geocoding” dhe “DEM corrected at PS”), informacion mbi
lëvizjen (shpejtësia mesatare dhe trendi i lëvizjes blloku “PS Map”) dhe një ose më
shumë parametra që lidhen me saktësinë e vlerësimeve të bëra.
Spartak KUÇAJ
97
Në Error! Reference source not found.2 paraqitet një shembull i aplikimit të algoritmit
PINUA në monitorimin e një rrëshqitjeje e ndërprerë nga një autostradë.
Figura 4.2: Paraqitja e një harte të prodhuar nga SPINUA me praninë e pikave në lëvizje përgjatë rrugës
në rrethinat e Barriterit, Itali. Zhvendosjet kanë ndodhur si pasojë e paqëndrueshmërisë së skarpatës, siç
raportohet nga matjet e kryera në kuadër të projektit IFFI.
Barritteri
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
98
Përpunimi i të dhënave ERS
4.2 Satelitët ERS - 1 dhe 2
ERS-1 dhe ERS-2 janë dy satelitë të Agjencisë Hapësinore Europiane të lëshuara në të njëjtën
orbitë respektivisht në vitin 1991 dhe 1995. Në pajisjet e tyre përfshihej një radar me hapje
sintetike, një radar altimetrik dhe instrumente për matjen e temperaturës së sipërfaqes së
oqeaneve dhe rrymave ajrore.
Sateliti ERS-2 u pajis edhe me një sensor për monitorimin e ozonit në atmosferë.
Të dy satelitët kanë regjistruar të dhëna SAR duke krijuar një arkiv që mbulon periudhën 1991-
2001. Në mars të vitit 2000 ERS-1 ndaloi së funksionuari, ndërsa në janar të vitit 2001 ERS-2
ka shfaqur disa probleme në kontrollin e qëndrueshmërisë, të cilat e bënë atë të papërshtatshëm
për interferometrinë e imazheve të përftuara që nga ajo ditë e më pas.
Të dy satelitët lëviznin në një orbitë me lartësi rreth 780 km. Secili satelit kishte një kohë
rishikimi prej 35 ditësh dhe në periudhën gusht 1995 – maj 1996 të dy satelitët kanë funksionuar
në konfigurimin tandem duke na ofruar çifte imazhesh SAR me një bazë kohore prej 24 orësh.
Sensorët SAR vepronin vetëm në polarizimin VV dhe rezolucioni hapësinor ishte rreth 5 metra
në drejtimin azimut e 9.5 metra në drejtimin range.
4.3 Faza e përpunimit
Përpunimi u krye në disa faza të ndryshme të ilustruara në diagramën me blloqe të Error!
Reference source not found.
Figura 4.3: Fazat kryesore të përpunimit i të dhënave SAR për zonën e studimit.
Spartak KUÇAJ
99
Faza e parë (blloku “Selection of the AOI” dhe “Selection and procurement of the ERS data-
set”) merret me zgjedhjen e zonës së interesit mbi të cilën aplikohet teknika e monitorimit të
lëvizjeve të terrenit. Zona e zgjedhur është zona e qytetit të Tiranës, e cila përfshin një numër
të konsiderueshëm imazhesh ERS-1/2 të përftuara në mënyrën interferometrike STRIPMAP.
Imazhet e përzgjedhura përfaqësojnë grupin e të dhënave ERS të përpunuara në kuadër të këtij
punimi.
Më tej (blloku “Selection of the Master acquisition”), duke u nisur nga imazhet në dispozicion,
u zgjodh imazhi që u mor si referencë kohore dhe gjeometrike e përpunimit e që u njoh me
emrin Master. Për këtë qëllim u zgjodh imazhi i përftuar me 19 gusht 1995.
Më pas ndiqet hapi i parë i përpunimit SPINUA (blloku “Identification of PS Candidates”), i
cili lejon evidentimin e pozicionit të pikave kandidatë të KQ në të gjithë zonën e studimit.
Duke u nisur nga harta e pikave KQ aplikohet algoritmi SPINUA, i cili jep hartën e
zhvendosjeve për zonën e studiuar (blloku “SPINUA Processing”).
Produktet e përftuara nga SPINUA verifikohen me anë të një vlerësimi viziv dhe procedurave
të përshtatshme të kontrollit të cilësisë (blloku “Quality Check”).
Dhe në fund, produktet përfundimtare të përftuara nga SPINUA u konvertuan në hartat e
zhvendosjeve në formatet tekst, shape file dhe kml (blloku “PS Maps”).
4.4 Lista e imazheve të përdorura
Totali i imazheve të përpunuara jepen të listuar në tabelën e mëposhtme:
Tabela 4.1. - Lista e imazheve ERS të përdorura në këtë studim.
Viti 1992 Viti 1993 Viti 1994 Viti 1995 Viti 1996 Viti 1997 Viti 1998 Viti 1999 Viti 2000
(1 imazh) (2 imazhe) (0 imazhe) (7 imazhe) (4 imazhe) (5 imazhe) (3 imazhe) (7 imazhe) (6 imazhe)
1 18/11/1992 16/06/1993 31/03/1995 24/05/1996 01/03/1997 10/01/1998 10/04/1999 29/04/2000
2 21/07/1993 05/05/1995 25/05/1996 05/04/1997 30/05/1998 15/05/1999 03/06/2000
3 09/06/1995 12/10/1996 10/05/1997 17/10/1998 19/06/1999 12/08/2000
4 10/06/1995 21/12/1996 23/08/1997 23/07/1999 16/09/2000
5 15/07/1995 06/12/1997 24/07/1999 25/11/2000
6 19/08/1995 06/11/1999 30/12/2000
7 28/10/1995 11/12/1999
Parametrat kryesorë të përftimit jepen të përmbledhura në dy tabelat e mëposhtme:
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
100
Tabela 4. 2. - Parametrat e përftimit të imazheve ERS të përdorura në këtë studim (pjesa 1).
Përshkrimi [njësitë] Vlera
Mënyra Stripmap
Polarizimi VV
Kalimi Descending
Kahu i shikimit Right
Gjatësia e valës [m] 0.056565
Lartësia mesatare [m] 849983.4479
Këndi i shikimit [gradë] 23.093
PRF [Hz] 1679.9023
Gjerësia e bandës në azimut [Hz] 1378
Hapësira në azimut [m] 3.9778;
Frekuenca e kampionimit në range [MHz] 18.9625
Gjerësia e bandës në range [MHz] 15.55
Hapësira në range [m] 7.9049
Tabela 4. 3. - Parametrat e përftimit të imazheve ERS të përdorura në këtë studim (pjesa 2).
DATA E
PËRFTIMIT SENSORI BAZA NORMALE [m]
BAZA KOHORE
[ditë]
CENTROIDI DOPPLER
[Hz]
19-GUSHT-1995 ERS2 0 0 1.54081832900000E+02
21-DHJETOR-1996 ERS2 -437.6 490 2.05246444700000E+02
05-MAJ-1995 ERS1 -780.5 -106 4.34295898400000E+02
10-PRILL-1999 ERS2 503.2 1330 2.01312088000000E+02
12-GUSHT-2000 ERS2 396.2 1820 -3.29153656000000E+02
28-TETOR-1995 ERS2 812.4 70 1.40777450600000E+02
06-NËNTOR-1999 ERS2 -430.6 1540 1.63703338600000E+02
16-SHTATOR-2000 ERS2 75.2 1855 -1.66793762200000E+02
06-DHJETOR-1997 ERS2 110.9 840 1.68445983900000E+02
15-MAJ-1999 ERS2 286.9 1365 1.99456268300000E+02
01-MARS-1997 ERS2 -68 560 2.00209472700000E+02
18-NËNTOR-1992 ERS1 -270.7 -1004 4.12094574000000E+02
09-QERSHOR-1995 ERS1 -154.7 -71 4.50512390100000E+02
24-MAJ-1996 ERS1 -113.7 279 4.29700164800000E+02
11-DHJETOR-1999 ERS2 -169.7 1575 8.78269653000000E+01
25-NËNTOR-2000 ERS2 617.3 1925 -2.21516845700000E+02
19-QERSHOR-1999 ERS2 -223.9 1400 1.97162704500000E+02
10-JANAR-1998 ERS2 -256.5 875 1.61282989500000E+02
16-QERSHOR-1993 ERS1 -365.6 -794 4.46306182900000E+02
05-PRILL-1997 ERS2 323.1 595 2.08147934000000E+02
10-QERSHOR-1995 ERS2 -298.7 -70 1.85591598500000E+02
Spartak KUÇAJ
101
25-MAJ-1996 ERS2 -222.1 280 1.57199203500000E+02
30-DHJETOR-2000 ERS2 -533.6 1960 -1.72660385100000E+02
29-PRILL-2000 ERS2 234.4 1715 -1.70036438000000E+02
23-KORRIK-1999 ERS1 759.6 1434 4.47695556600000E+02
30-MAJ-1998 ERS2 47.9 1015 2.03385788000000E+02
21-KORRIK-1993 ERS1 -279.9 -759 4.39028045700000E+02
10-MAJ-1997 ERS2 -161.9 630 1.76861358600000E+02
15-KORRIK-1995 ERS2 -272 -35 1.59577224700000E+02
03-KORRIK-2000 ERS2 -136.3 1750 -2.89799377400000E+02
12-TETOR-1996 ERS2 -286 420 1.77653076200000E+02
24-KORRIK-1999 ERS2 528.5 1435 2.30420288100000E+02
17-TETOR-1998 ERS2 -467.2 1155 1.69899856600000E+02
31-MARS-1995 ERS1 -789.7 -141 4.35312316900000E+02
23-GUSHT-1997 ERS2 288.5 735 1.32932296800000E+02
Nga tabela e mësipërme vihet re se monitorimi përfshin një interval kohor prej gati 8 vitesh
(nga 18.11.1992 deri më 30.12.2000) me një total prej 35 imazhesh dhe me një mesatare prej
4÷5 imazhe në vit. Megjithatë, siç shikohet, në vitin 1994 nuk kemi një mbulim të zonës me
imazhe ERS.
Vitet me numrin më të madh të përftimeve rezultojnë të jenë vitet 1995 dhe 1999 me një numër
të barabartë imazhesh, 7 për secilin vit, me një mesatare prej 1 imazhi në çdo 1÷2 muaj.
4.5 Rezultatet e arritura
Në këtë seksion ilustrohen rezultatet e arritura nga përpunimi i të dhënave ERS-1/2 me anë të
programit SPINUA.
Figura 4.4 paraqet një hartë të zhvendosjeve në një zonë me shtrirje prej 9100 2km .
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
102
Figura 4.4: Shtrirja gjeografike e zonës së përpunuar.
Zona e mbulimit është përcaktuar nga përmasat e plota të imazheve satelitore që përfshijnë
zonën tonë të interesit si dhe nga shkalla e tyre e mbivendosjes, siç jepet në figurën 4.5.
Figura 4.5: Zona e mbulimit dhe mbivendosja relative e imazheve që përbëjnë grupin e të dhënave ERS.
Spartak KUÇAJ
103
Një analizë e kujdesshme e hartës së zhvendosjeve lejon që të evidentohen zona të ndryshme
me prani të zhvendosjeve që lidhen me ulje lokale ose me terrene të paqëndrueshme.
Më poshtë do të ilustrohen zhvendosjet e matura nga KQ për zonën e Tiranës, zona A1 e shënuar
në figurën e mëposhtme.
Figura 4.6: Harta e shpejtësive mesatare të KQ të vlerësuara për të gjithë periudhën e monitorimit (gati 8
vite). Harta ka një shtrirje prej 91 km × 101 km. Ngjyra e KQ tregon vlerën e shpejtësisë mesatare e
kodifikuar sipas shkallës së ngjyrave që tregohet në cepin e majtë lart të figurës.
Zona A1
Në këtë zonë, në qendër të së cilës është qyteti i Tiranës, harta e shpejtësive mesatare të KQ
(figura 4.7) paraqet KQ me një shpejtësi mesatare të lëvizjes zero ose shumë të vogla.
Për të vërtetuar këtë, në figurën 4.8 dhe figurën 4.9 paraqiten dy KQ, brenda qytetit të Tiranës,
me shpejtësi mesatare pothuajse zero. Në rastin e parë paraqitet një KQ me zhurmë të ulët, gjë
që tregohet nga vlera e tij e koherencës (0.99) për një periudhë të gjatë. Ndërsa në rastin e dytë
paraqitet një KQ pak më të zhurmshëm, siç tregohet nga luhatjet më të mëdha të matjeve në
kohë si edhe nga vlera pak më e ulët e koherencës (0.97) për këtë periudhë.
Duhet theksuar, në fund, se shpejtësia mesatare e çdo KQ përfaqëson vetëm një pjesë të
informacionit që disponohet nga të dhënat. Figura 4.10 paraqet shembullin e një KQ me një
shpejtësi mesatare gati zero, por që paraqet një lëvizje prej disa milimetrash në periudhën
1997÷2000.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
104
Figura 4.7: Harta e shpejtësive mesatare e KQ të vlerësuara për të gjithë periudhën e monitorimit (gati 8
vite) të zonës së studimit. Ngjyra e KQ tregon vlerën e shpejtësive mesatare e kodifikuar sipas shkallës së
ngjyrave që tregohet në cepin e djathtë poshtë të figurës.
Figura 4.8: Në figurë është paraqitur shembulli i një KQ pothuajse i palëvizshëm. Zhvendosja është
matur në milimetra në boshtin e ordinatave, ndërsa në boshtin e abshisave paraqiten datat e përftimit të
imazheve ERS të përpunuara. Koherenca për një periudhë të gjatë e KQ është 0.99 (parametri Coh).
Spartak KUÇAJ
105
Figura 4.9: Në figurë është paraqitur shembulli i një KQ pothuajse i palëvizshëm. Zhvendosja është
matur në milimetra në boshtin e ordinatave, ndërsa në boshtin e abshisave paraqiten datat e përftimit të
imazheve ERS të përpunuara. Koherenca për një periudhë të gjatë e KQ është 0.97 (parametri Coh).
Figura 4.10: Në figurë është paraqitur shembulli i një KQ me shpejtësi mesatare pothuajse zero, por me
një lëvizje prej disa milimetrash në periudhën 1997÷2000.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
106
Përpunimi i të dhënave ENVISAT/ASAR
4.6 Karakteristikat e sensorit ENVISAT/ASAR
ENVISAT është një satelit i ESA-s i lëshuar në vitin 2002 dhe tashmë është jashtë funksionit,
pasi misioni u deklarua i mbyllur në Prill të vitit 2012.
ENVISAT kishte në bord dhjetë instrumente të sofistikuar optikë dhe radar, ndër të cilët edhe
instrumenti ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar) që vepronte në bandën C si satelitët
ERS-1/2.
Sateliti ka krijuar një arkiv të imazheve SAR duke ofruar për zona të gjëra të globit një mbulim
të mirë për periudhën 2003÷2010.
Sateliti lëvizte në një orbitë me lartësi prej afërsisht 800 km dhe kishte një kohë rishikimi prej
35 ditësh.
Sensori ASAR mund të vepronte në polarizime të ndryshme: VV, HH, VV/HH, HV/ HH ose
VH/VV. Produktet IMS (image mode-single look complex) janë përdorur për të aplikuar
teknikën e KQ. Ato janë në dispozicion në dy polarizime VV ose HH, me kënde të ndryshme
shikimi (IS1÷IS7) dhe kanë një rezolucion hapësinor gati 5 metra në azimut dhe 9 metra në
drejtimin range.
4.7 Hapat e punës
Puna e kryer ndoqi disa faza, të cilat janë ilustruar në diagramën me blloqe në Hapat kryesore
të përpunimit të të dhënave ASAR në zonën e studimit..
Figura 4.11: Hapat kryesore të përpunimit të të dhënave ASAR në zonën e studimit.
Spartak KUÇAJ
107
Faza e parë (blloqet “Selection of the AOI” dhe “Selection and procurement of the ASAR data-
set”) ka parashikuar zgjedhjen e zonës së interesit mbi të cilën do të aplikohet teknika e
monitorimit të zhvendosjeve të terrenit. Zgjedhja është përsëri e njëjta zonë që përfshin qytetin
e Tiranës, e studiuar tashmë me anën e të dhënave ERS-1/2, edhe pse numri i imazheve
ENVISAT/ASAR të disponueshme për këtë zonë nuk është i kënaqshëm. Megjithatë, u ra
dakord që të kryhej një përpunim me programin SPINUA.
Më tej (blloku “Selection of the Master acquisition”), duke u nisur nga materialet që kishim në
dispozicion, u zgjodh imazhi që do të merrej si referencë kohore dhe gjeometrike e përpunimit
(imazhi Master); më saktësisht u zgjodh imazhi i datës 23 Korrik 2004.
Pas kësaj filloi hapi i parë i përpunimit SPINUA (blloku “Identification of PS Candidates”), i
cili lejon identifikimin e pozicionit të pikave kandidate KQ në të gjithë zonën e studimit.
Duke u nisur nga harta e pikave kandidate KQ u aplikua algoritmi SPINUA, i cili dha si produkt
hartën e zhvendosjeve të zonës së studimit (blloku “SPINUA Processing”).
Rezultatet e përftuara nga SPINUA u verifikuan me anë të një vlerësimi viziv dhe procedurave
të përshtatshme të kontrollit të cilësisë (blloku “Quality Check”).
Dhe në fund, produktet përfundimtare të përftuara nga SPINUA u konvertuan në hartat e
zhvendosjeve në formatet tekst, shape file dhe kml (blloku “PS Maps”).
4.8 Lista e imazheve të përdorura
Totali i imazheve të përpunuara jepen të listuar në tabelën e mëposhtme:
Tabela 4.4. - Lista e imazheve ASAR të përpunuara. Përveç imazheve të listuar në këtë tabelë, ishte në
dispozicion edhe imazhi i datës 4 Nëntor 2004, i cili u skualifikua për shkak të një mbivendosjeje të pjesshme
me imazhet e tjera e që do të ndikonte shumë në shtrirjen e zonës së studimit.
Viti 2003 Viti 2004 Viti 2005 Viti 2006 Viti 2007 Viti 2008 Viti 2009 Viti 2010
(4 imazhe) (5 imazhe) (3 imazhe) (0 imazhe) (3 imazhe) (3 imazhe) (1 imazh) (3 imazhe)
1 21/03/2003 05/03/2004 14/01/2005 19/01/2007 14/03/2008 27/02/2009 08/01/2010
2 04/07/2003 18/06/2004 03/06/2005 23/02/2007 01/08/2008 19/03/2010
3 12/09/2003 23/07/2004 12/08/2005 30/11/2007 10/10/2008 02/07/2010
4 17/10/2003 27/08/2004
5 05/11/2004
Nga tabela vihet re se monitorimi përfshin një interval kohor prej rreth 7.5 vitesh (nga
21.03.2003 deri më 02.07.2010) me një total prej 22 imazhesh duke dhënë një mesatare me
rreth 3 imazhe në vit. Gjithashtu, vihet re edhe se në vitin 2006 nuk ka imazhe në dispozicion.
Viti me numrin më të madh të imazheve është viti 2004 me 5 imazhe me një frekuencë prej
rreth 1 imazhi në çdo 2 muaj.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
108
Parametrat kryesorë të përftimit jepen të përmbledhura në dy tabelat e mëposhtme:
Tabela 4.5. - Parametrat e përftimit të imazheve ASAR të përdorura në këtë studim (pjesa 1).
Përshkrimi [njësitë] Vlera
Mënyra Stripmap
Polarizimi VV
Kalimi Ascending
Kahu i shikimit Right
Gjatësia e valës [m] 0.056236
Lartësia mesatare [m] 848305.2259
Këndi i shikimit [gradë] 22.7578
PRF [Hz] 1652.4156
Gjerësia e bandës në azimut [Hz] 1316
Hapësira në azimut [m] 4.0443
Frekuenca e kampionimit në range [MHz] 19.2077
Gjerësia e bandës në range [MHz] 16
Hapësira në range [m] 7.804
Tabela 4.6. - Parametrat e përftimit të imazheve ASAR të përdorura në këtë studim (pjesa 2).
DATA E
PËRFTIMIT SENSORI
BAZA NORMALE
[m]
BAZA KOHORE
[ditë] CENTROIDI DOPPLER [Hz]
23-KORRIK-2004 ASAR 0 0 -5.80615112304688E+02
21-MARS-2003 ASAR -122.6 -490 -4.37512634277344E+02
04-KORRIK-2003 ASAR -91 -385 -4.96564880371094E+02
12-SHTATOR-2003 ASAR -58.8 -315 -5.84745483398438E+02
17-TETOR-2003 ASAR 339.2 -280 -5.93468994140625E+02
05-MARS-2004 ASAR 122.5 -140 -5.51442138671875E+02
18-QERSHOR-2004 ASAR -53 -35 -5.88249511718750E+02
27-GUSHT-2004 ASAR 472.2 35 -5.82470153808594E+02
05-NËNTOR-2004 ASAR -27.1 105 -5.65973571777344E+02
14-JANAR-2005 ASAR -282.5 175 -5.44701416015625E+02
03-QERSHOR-2005 ASAR 360.8 315 -5.74661499023438E+02
12-GUSHT-2005 ASAR 990.4 385 -5.87363037109375E+02
19-JANAR-2007 ASAR 816.9 910 -5.57876281738281E+02
23-SHKURT-2007 ASAR 63.8 945 -5.36834106445312E+02
30-NËNTOR-2007 ASAR 614.6 1225 -5.57796875000000E+02
14-MARS-2008 ASAR 368.1 1330 -5.48346618652344E+02
01-GUSHT-2008 ASAR 160 1470 -5.59683471679688E+02
10-TETOR-2008 ASAR -55.8 1540 -5.45948913574219E+02
27-SHKURT-2009 ASAR 123.7 1680 -5.40904296875000E+02
08-JANAR-2010 ASAR 25.5 1995 -5.65769531250000E+02
19-MARS-2010 ASAR 307.8 2065 -5.33925659179688E+02
02-KORRIK-2010 ASAR 426 2170 -5.29512451171875E+02
Spartak KUÇAJ
109
4.9 Rezultatet e arritura
Në këtë pjesë do të ilustrojmë rezultatet e arritura nga përpunimi i të dhënave ASAR me anë të
programit SPINUA.
Siç tregohet në figurën 4.12, u krijua një hartë e zhvendosjeve mbi një zonë me sipërfaqe prej
97002km duke mbuluar kështu edhe një pjesë të detit Adriatik ku teknika e KQ nuk jep rezultat.
Figura 4.12: Shtrija gjeografike e zonës së studimit.
Zona e mbulimit është përcaktuar nga përmasat e plota të imazheve të përdorura dhe nga shkalla
e mbivendosjes së tyre, siç tregohet në figurën 4.13.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
110
Figura 4.13: Mbulimi dhe mbivendosja relative e imazheve që formojnë të dhënat ASAR. Siç u tha më
lart, imazhi i datës 5 Nëntor 2004 u eliminua nga përpunimi, sepse paraqiste një mbivendosje të vogël me
imazhet e tjera të të dhënave.
Pavarësisht se përpunimi ka ndodhur në kushte të papërshtatshme, për shkak të numrit të vogël
imazheve që formojnë grupin e të dhënave, megjithatë mund të themi se për qytetin e Tiranës
matjet e ofruara nga KQ janë të kënaqshme. Vlen të theksohet se për shkak të numrit të vogël
të imazheve janë përzgjedhur vetëm KQ që kanë një koherencë të lartë për një periudhë të gjatë,
gjë e cila çon në krijimin e hartave të zhvendosjeve me një densitet të ulët të KQ.
Gjithashtu, vërehet se në këtë zonë harta e shpejtësive mesatare të KQ (figura 4.14) evidenton
praninë e pikave me shpejtësi zhvendosjeje shumë të vogla ose zero.
Për të pohuar këtë që thamë më sipër, në figurën 4.15 dhe figurën 4.16 janë paraqitur dy seri
kohore që korrespondojnë me dy KQ me shpejtësi mesatare shumë të vogël. Në rastin e parë
kemi të bëjmë me një KQ me shpejtësi zero, ndërsa në rastin e dytë paraqitet një KQ me
shpejtësi me të vogël se 5mm në vit. Shembulli i fundit thekson se si shpejtësia mesatare e çdo
KQ përfaqëson vetëm një pjesë të informacionit të vënë në dispozicion nga të dhënat. Në fakt,
figura 4.16 evidenton një jolinearitet të qartë të zhvendosjes së KQ të zgjedhur.
5 Novembre 2004
Spartak KUÇAJ
111
Figura 4.14: Harta e shpejtësive mesatare të KQ të vlerësuara për të gjithë periudhën e monitorimit (rreth
7.5 vite). Harta ka një shtrirje prej rreth 93 km × 105 km. Ngjyra e KQ paraqet vlerën e shpejtësisë
mesatare e kodifikuar sipas shkallës së ngjyrave që jepet në cepin e majtë lart.
Figura 4.15: Në figurë paraqitet shembulli i një KQ pothuajse të pa lëvizur. Zhvendosja jepet në
milimetra në ordinatë, ndërsa në boshtin e abshisave janë shënuar datat e përftimit të imazheve ERS të
përpunuara. Koherenca e gjithë periudhës për KQ është 0.97 (parametri Coh).
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
112
Figura 4.16: Në figurë është paraqitur shembulli i një KQ me shpejtësi mesatare shumë të ulët.
Zhvendosja jepet në milimetra në ordinatë, ndërsa në boshtin e abshisave janë shënuar datat e përftimit
të imazheve ERS të përpunuara. Vihet re prania e një jo lineariteti në tendencën e zhvendosjes së KQ të
zgjedhur.
Spartak KUÇAJ
113
Përpunimi i të dhënave COSMO-SkyMed
4.10 Përshkrimi i karakteristikave të sistemit COSMO-SkyMed
Sateliti i parë që transportoi një sistem SAR në bord ishte Seasat (banda L) në vitin 1978. Që
nga ajo kohë shumë misione hapësinore iu kushtuan vrojtimit të Tokës e ndër të to një rëndësi
të madhe ka edhe sistemi i satelitëve COSMO-SkyMed (COstellation of small Satellites for
Mediterranean basin Observation), që vepron në bandën X, i cili është investimi më i madh
italian në Sistemet Hapësinore për Vrojtimin e Tokës.
I porositur dhe financuar nga Agjencia Hapësinore Italiane (ASI) në bashkëpunim me
Ministrinë e Mbrojtjes (MoD), u konceptua që në fillim si një sistem dypalësh (Dual Use
System) duke ofruar kështu shërbime ushtarake dhe civile, gjë që e ka bërë atë një sistem
pararojë në botë.
Figura 4.17: Sistemi COSMO-SkyMed në konfigurimin nominal orbital.
Sistemi COSMO-SkyMed është në gjendje të ofrojë, në shkallë globale, informacione tërësisht
të reja për studimin dhe kontrollin e ambientit; karakteristikat e veçanta të sistemit në hapësirë
e të segmentit në tokë, cilësia e lartë e produktit, aftësia për të ndryshuar në kohë të shkurtra
planifikimin e përftimit sipas kërkesës së përdoruesit final, funksionimi në kushte të ndryshme
meteorologjike dhe ndriçimi, intervalet kohore të rishikimit prej pak orësh dhe dorëzimi i
produktit të përpunuar shumë shpejt bëjnë të mundur një numër në rritje aplikimit, duke iu
referuar në mënyrë të veçantë parashikimit, monitorimit dhe menaxhimit të rreziqeve natyrore
dhe njerëzore, duke iu ofruar kështu informacione të rëndësishme enteve që merren me
planifikimin dhe kryejnë operacionet e ndihmës si dhe për ata që merren me vlerësimin e
dëmeve.
Sistemi COSMO-SkyMed përbëhet nga 4 satelitë të përmasave mesatare, ku secili prej tyre
është i pajisur me një radar me hapje sintetike (SAR) që vepron në bandën X të valëve të
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
114
shkurtra me rezolucion të lartë. Në kushte nominale të katër satelitët kishin të njëjtën fazë dhe
lëviznin në të njëjtën lartësi nga Toka (619.6 km) në të njëjtin plan orbital; në
jepet një paraqitje skematike e konfigurimit nominal të sistemit COSMO-SkyMed në sistemin
e referimit gjeocentrik ekuatorial (ECI).
Figura 4.18: Imazhi COSMO-SkyMed Enhanced Spotlight i qytetit Massaciuccoli: zonat ujore dhe
sipërfaqet e përmbytura shfaqen të errëta, ndërsa rrugët, qyteti dhe toka e zhveshur paraqiten më të
qarta. Në fund të imazhit vihet re një reflektor, i cili paraqet një konfigurim dy ose trifaqesh, gjë që e bën
atë një një sinjal shumë të fuqishëm në rikthim (në formë kryqi).
Konfiguracioni nominal u konceptua që në fund të arrihej një balancë midis kostove dhe kohës
së përftimit të imazheve, duke arritur një mbulim global prej disa orësh me të paktën dy mundësi
shikimi të të njëjtit objekt brenda ditës në kushte të ndryshme vrojtimi (këndi i shikimit).
Sensorët SAR të montuar në satelitët COSMO-SkyMed janë të aftë të ndryshojnë mënyrën e
përftimit të imazheve nga e djathta në të majtë të gjurmës së satelitit në tokë. Përftimi nominal
është me mënyrën e përftimit nga e djathta (mënyra e shikimit nga e djathta).
Kur, në tetor 2008, u lëshua në orbitë edhe sateliti i tretë, ASI e vuri atë në konfigurimin
interferometrik Tandem-Like me satelitin e dytë. Në këtë mënyrë koha e rishikimit e të njëjtit
objekt në sipërfaqe u reduktua në vetëm 1 ditë.
Spartak KUÇAJ
115
Mënyra me rezolucionin hapësinor më të lartë për përdorim civil u quajt Enhanced Spotlight.
Në këtë mënyrë imazhi përftohet me anë të një skeme manovrimi elektronik të antenës në bazë
të të cilit qendra e tufës radar do gjendet gjithmonë në qendër të imazhit spot, në këtë mënyrë
për çdo objekt rritet gjerësia e bandës Doppler. Kjo mënyrë karakterizohet nga një rezolucion
hapësinor prej 1 m. Figura 4.18 tregon nivelin e lartë të detajeve që arrihen me anë të kësaj
metode përftimi.
Disavantazhi kryesor i kësaj metode lidhet me madhësinë e kufizuar të imazheve të përftuara
(afërsisht 10 km × 10 km). Për të rritur kapacitetin monitorues të sistemit përdoret përgjithësisht
mënyra STRIPMAP, e cila ka karakteristika shumë të ngjashme me mënyrën STRIPMAP të
misioneve ERS. Në këtë mënyrë përmasat e imazhit janë rreth 40 km në drejtimin range, ndërsa
virtualisht është e pafundme në drejtimin e fluturimit (në azimut), përveç kufizimit që krijohet
nga cikli i punës (duty cycle) i instrumentit SAR që ka një kohëzgjatje prej 600 s, gjë që u lejon
satelitëve COSMO-SkyMed të marrin informacion për gjatësi më të mëdha se 4500 km. Si
përfundim, vërehet se rezolucioni hapësinor që ofron kjo metodë është më i ulët se mënyra
Enhanced Spotlight, por megjithatë është i kënaqshëm (rreth 3 m) dhe ofron imazhe shumë më
të mira se ato që janë përftuar nga satelitët ERS-1/2 dhe ENVISAT/ASAR.
4.11 Hapat e punës
Puna e kryer ka kaluar nëpër hapa të ndryshëm, të cilët jepen të ilustruar në diagramën me blloqe në
figurën e mëposhtme.
Figura 4.19: Fazat kryesore të përpunimit të të dhënave COSMO-SkyMed për zonën e studimit.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
116
Faza e parë (blloqet “Selection of the AOI” dhe “Selection and procurement of the CSK data-
set”) merret me zgjedhjen e zonës së interesit mbi të cilën aplikohet teknika e monitorimit të
zhvendosjeve të terrenit. Zona e zgjedhur ka në qendër qytetin e Tiranës, për të cilën ka një
numër të konsiderueshëm imazhesh COSMO-SkyMed të përftuara në mënyrën STRIPMAP.
Këto imazhe të zgjedhura përbëjnë bazën e të dhënave COSMO-SkyMed të përpunuara në këtë
punim.
Më pas (blloku “Selection of the Master acquisition”), duke u nisur nga imazhet në dispozicion,
zgjidhet imazhi që merret si referencë kohore dhe gjeometrike e përpunimit dhe njihet me emrin
imazhi Master. Në rastin tonë si i tillë u zgjodh imazhi i datës 26 qershor 2012.
Më tej u krye hapi i parë i përpunimit SPINUA (blloku “Identification of PS Candidates”), i cili
bën të mundur evidentimin e pozicionit të pikave kandidate KQ në të gjithë zonën.
Duke u nisur nga harta e kandidatëve KQ u përdor algoritmi SPINUA, i cili prodhoi hartën e
zhvendosjeve për zonën e interesit (blloku “SPINUA Processing”).
Rezultatet e marra nga SPINUA u verifikuan me anë të një kontrolli viziv si dhe të procedurës
automatike dhe gjysmë automatike të kontrollit të cilësisë (blloku “Quality Check”).
Dhe në fund, rezultatet përfundimtare të marra nga SPINUA u konvertuan në hartat e
zhvendosjeve në formatet tekst, shape dhe kml (blloku “PS Maps”).
4.12 Lista e imazheve të përdorura
Totali i imazheve të përpunuara jepen të listuar në tabelën e mëposhtme:
Tabela 4.7. - Lista e imazheve COSMO-SkyMed të përdorura në këtë studim (me ngjyrë të kuqe është
shënuar data e imazhit të zgjedhur si Master: 26 qershor 2012).
Viti 2011 Viti 2012 Viti 2013 Viti 2014
(9 imazhe) (12 imazhe) (12 imazhe) (6 imazhe)
2011
Gjashtëmujori
I
2011
Gjashtëmujori
II
2012
Gjashtëmujori
I
2012
Gjashtëmujori
II
2013
Gjashtëmujori
I
2013
Gjashtëmujori
II
2014
Gjashtëmujori
I
2014
Gjashtëmujori
II
(2 imazhe) (7 imazhe) (6 imazhe) (6 imazhe) (6 imazhe) (6 imazhe) (6 imazhe) (0 imazhe)
1 15/05/2011 10/07/2011 03/02/2012 12/07/2012 01/02/2013 31/07/2013 07/01/2014 -
2 08/06/2011 11/08/2011 14/03/2012 13/08/2012 05/03/2013 16/08/2013 08/02/2014 -
3 - 04/09/2011 07/04/2012 14/09/2012 06/04/2013 17/09/2013 12/03/2014 -
4 - 28/09/2011 09/05/2012 16/10/2012 26/04/2013 03/10/2013 13/04/2014 -
5 - 30/10/2011 25/05/2012 17/11/2012 28/05/2013 20/11/2013 15/05/2014 -
6 - 01/12/2011 26/06/2012 15/12/2012 29/06/2013 22/12/2013 16/06/2014 -
7 - 13/12/2011 - - - - - -
Spartak KUÇAJ
117
Siç shihet, monitorimi shtrihet në një interval kohor prej rreth 3 vitesh (nga 15.05.2011 deri më
16.06.2014) me një total prej 39 imazhe, duke dhënë kështu një mesatare prej rreth 13 imazhe
në vit e gati një imazh në muaj.
Vlen të theksohet se disa muaj (të tillë si p.sh. Shtatori dhe Dhjetori 2011) janë mbuluar nga 2
imazhe.
Vitet me numrin më të madh të imazheve rezultojnë 2012 dhe 2013 me afërsisht nga 12 imazhe
në vit.
Për vitin 2011 numri i imazheve është 9 (të ndarë sipas tabelës së mësipërme 2 + 7).
Për vitin 2012 numri i imazheve është 12 (të ndarë sipas tabelës së mësipërme 6 + 6).
Për vitin 2013 numri i imazheve është 12 (të ndarë sipas tabelës së mësipërme 6 + 6).
Për vitin 2014 numri i imazheve është 6 (të ndarë sipas tabelës së mësipërme 6 + 0).
Parametrat kryesorë të përftimit jepen të përmbledhura në dy tabelat e mëposhtme:
Tabela 4.8. - Parametrat e përftimit të imazheve COSMO-SkyMed të përdorura në këtë studim (pjesa 1).
Përshkrimi [njësitë] Vlera
Mënyra Stripmap
Polarizimi VV
Kalimi Descending
Kahu i shikimit Right
Gjatësia e valës [m] 0.031228
Lartësia mesatare [m] 710517.0885
Këndi i shikimit [gradë] 29.321
PRF [Hz] 3058.7276
Gjerësia e bandës në azimut [Hz] 2569.3312
Hapësira në azimut [m] 2.2605
Frekuenca e kampionimit në range [MHz] 146.25
Gjerësia e bandës në range [MHz] 119.8242
Hapësira në range [m] 1.0249
Tabela 4.9. - Parametrat e përftimit të imazheve COSMO-SkyMed të përdorura në këtë studim (pjesa 2).
DATA E PËRFTIMIT SENSORI BAZA NORMALE
[m]
BAZA KOHORE
[ditë] CENTROIDI DOPPLER [Hz]
15-MAJ-2011 CSK2_HI03 -77.1 -408 5.74824804958112E+02
08-QERSHOR-2011 CSK1_HI03 -625.4 -384 7.70654503676699E+02
10-KORRIK-2011 CSK1_HI03 171.3 -352 7.80563777006207E+02
11-GUSHT-2011 CSK1_HI03 162.1 -320 7.01147848408893E+02
04-SHTATOR-2011 CSK2_HI03 16.5 -296 6.63349155924178E+02
28-SHTATOR-2011 CSK1_HI03 -90.3 -272 7.18775494178244E+02
30-TETOR-2011 CSK1_HI03 262.2 -240 7.71092113238955E+02
01-DHJETOR-2011 CSK1_HI03 1157.4 -208 6.55111037482504E+02
13-DHJETOR-2011 CSK4_HI03 287.6 -196 2.46282884576591E+02
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
118
03-SHKURT-2012 CSK1_HI03 535 -144 7.14702004631168E+02
14-MARS-2012 CSK2_HI03 -628.1 -104 5.85710970858991E+02
07-PRILL-2012 CSK1_HI03 -253.4 -80 7.01614306797564E+02
09-MAJ-2012 CSK1_HI03 14.3 -48 7.11615676177699E+02
12-KORRIK-2012 CSK1_HI03 -690.8 16 8.01198560155926E+02
13-GUSHT-2012 CSK1_HI03 -979.5 48 7.30569007537453E+02
25-MAJ-2012 CSK1_HI03 -803.2 -32 7.51236264164018E+02
26-KORRIK-2012 CSK1_HI03 0 0 7.22633573439138E+02
14-SHTATOR-2012 CSK1_HI03 -773.8 80 7.63971688016860E+02
16-TETOR-2012 CSK1_HI03 106.9 112 7.95715475834788E+02
17-NËNTOR-2012 CSK1_HI03 659.8 144 6.67584271059680E+02
15-DHJETOR-2012 CSK4_HI03 730.9 172 1.56592803551291E+02
01-SHKURT-2013 CSK4_HI03 370.9 220 1.62735558604660E+02
05-MARS-2013 CSK4_HI03 274.6 252 9.99821288259123E+01
06-PRILL-2013 CSK4_HI03 -1010.1 284 8.35215704219833E+01
26-PRILL-2013 CSK1_HI03 130.1 304 6.75587829568222E+02
28-MAJ-2013 CSK1_HI03 -510.5 336 8.24888814275752E+02
29-QERSHOR-2013 CSK1_HI03 -696.2 368 7.52562698403838E+02
31-KORRIK-2013 CSK1_HI03 -200.4 400 7.44990482901364E+02
16-GUSHT-2013 CSK1_HI03 -852.7 416 8.19357932370744E+02
17-SHTATOR-2013 CSK1_HI03 401.2 448 6.00949041565917E+02
03-TETOR-2013 CSK1_HI03 -566.5 464 7.72792625771885E+02
20-NËNTOR-2013 CSK1_HI03 -564 512 7.09394273741785E+02
22-DHJETOR-2013 CSK1_HI03 -760.2 544 6.97282387342256E+02
07-JANAR-2014 CSK1_HI03 -163.9 560 6.61048542244762E+02
08-SHKURT-2014 CSK1_HI03 -296.4 592 7.09794377498481E+02
12-MARS-2014 CSK1_HI03 -1034 624 6.87026861945430E+02
13-PRILL-2014 CSK1_HI03 -291.3 656 5.74928109627160E+02
15-MAJ-2014 CSK1_HI03 -422.7 688 7.05907188359422E+02
16-QERSHOR-2014 CSK1_HI03 -418.3 720 6.04515185253461E+02
4.13 Rezultatet e arritura
4.13.1 Analiza e përgjithshme
Zona e mbulimit është përcaktuar nga përmasa e plotë e imazheve të përdorura dhe nga shkalla
e mbivendosjes së tyre, siç tregohet në figurën 4.20 dhe figurën 4.21. Siç shihet, zona e studiuar
ka një shtrirje prej 1500 km2 (40 km × 38 km).
Spartak KUÇAJ
119
Figura 4.20: Mbulimi dhe mbivendosja relative e imazheve që formojnë të dhënat COSMO-SkyMed.
Figura 4.21: Mbulimi në sipërfaqe i mesatares së imazheve amplitudë të SAR që formojnë të dhënat
COSMO-SkyMed.
Në figurën 4.21 janë qartësisht të dukshme deformimet perspektive të paraqitura nga gjeometria
SAR. Detaje më të mëdha mbi përgjigjen në amplitudë të gjeometrisë SAR vërehen më mirë në
figurat 4.22, 4.23, 4.24 dhe 4.25.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
120
Figura 4.22: Imazhi SAR i amplitudës (imazhi poshtë) i përftuar nga amplituda e të gjithë imazheve SAR
që formojnë grupin e të dhënave. Imazhi i sipërm është imazhi korrespondues optik satelitor i zonës së
interesit i marrë nga Google Earth. Siç shihet, zona e interesit është qendra e Tiranës.
Spartak KUÇAJ
121
Figura 4.23: Imazhi SAR i amplitudës (imazhi poshtë) i përftuar nga amplituda e të gjithë imazheve SAR
që formojnë grupin e të dhënave. Imazhi i sipërm është imazhi korrespondues optik satelitor i zonës së
interesit i marrë nga Google Earth. Siç shihet, zona e interesit është aeroporti i Tiranës.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
122
Figura 4.24: Imazhi SAR i amplitudës (imazhi poshtë) i përftuar nga amplituda e të gjithë imazheve SAR
që formojnë grupin e të dhënave. Imazhi i sipërm është imazhi korrespondues optik satelitor i zonës së
interesit i marrë nga Google Earth. Siç shihet, zona e interesit përfshin disa liqene në veri të Tiranës.
Spartak KUÇAJ
123
Figura 4.25: Imazhi SAR i amplitudës (imazhi poshtë) i përftuar nga amplituda e të gjithë imazheve SAR
që formojnë grupin e të dhënave. Imazhi i sipërm është imazhi korrespondues optik satelitor i zonës së
interesit i marrë nga Google Earth. Siç shihet, zona e interesit përfshin një pjesë të rrugës Tiranë-Durrës
në veriperëndim të Tiranës.
Për ndërtimin e hartës së zhvendosjeve u shfrytëzua faza e imazheve të disponueshme SAR. Në
figurën 4.26 dhe në figurën 4.27janë paraqitur dy shembuj të hartave të tilla, në të cilat janë
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
124
mirëpërcaktuar zonat me prani të zhvendosjeve që lidhen me ulje lokale ose me objekte në
lëvizje.
Figura 4.26: Harta e shpejtësive mesatare e KQ, e vlerësuar për të gjithë kohën e monitorimit (rreth tri
vite).
Figura 4.27: Harta e shpejtësive mesatare e KQ, e vlerësuar për të gjithë kohën e monitorimit (rreth tri
vite). Në hartë është paraqitur një zonë në verilindje të Tiranës, e cila dominohet nga objekte me
paqëndrueshmëri të lartë.
Spartak KUÇAJ
125
Më poshtë jepen më tepër detaje mbi zhvendosjet e matura të KQ, duke iu referuar dy zonave
të ilustruara në figurat e mësipërme.
Për më tepër, në hartat e paraqitura më poshtë, çdo KQ paraqitet me një ngjyrë të caktuar që
tregon shpejtësinë mesatare të tij sipas shkallës së ngjyrave që bashkëshoqëron çdo hartë.
Secila hartë është e orientuar sipas drejtimit të veriut dhe bashkëshoqërohet me shkallën
hapësinore dhe me koordinatat gjeografike të zonës së cilës i referohet harta.
Figura 4.28: Zhvendosje të paraqitura në Babrru. Në pjesën e sipërme djathtas është paraqitur një
shembull i zhvendosjes në kohë i një KQ; siç shihet zhvendosja nuk është lineare dhe ka një shpejtësi
mesatare prej 7 mm/vit.
Figura 4.29: Zhvendosje të paraqitura në Yzberish.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
126
Figura 4.30: Shembuj të zhvendosjeve në kohë që lidhen me uljet e evidentuara në Yzberish. Bien në sy
lëvizje me një shpejtësi mesatare më të larta se 1 cm/vit dhe me një ligjshmëri jo lineare.
Spartak KUÇAJ
127
Figura 4.31: Uljet e shfaqura në zonën e Laknasit.
Figura 4.32: Shembuj të zhvendosjeve në kohë që lidhen me uljet e evidentuara në Laknas. Bien në sy
lëvizje me një shpejtësi mesatare më të vogla ose të barabarta me 1 cm/vit.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
128
Figura 4.33: Ulje të evidentuara në zonën e Lundrës dhe një shembull i zhvendosjes jo lineare të njërit
prej KQ në këtë zonë.
Figura 4.34: Zhvendosje milimetrike jo lineare të strukturave në afërsi të aeroportit.
Spartak KUÇAJ
129
Figura 4.35: Ulje të evidentuara në Gjokaj.
Figura 4.36: Shembuj të zhvendosjeve milimetrike jo lineare në zonën e uljeve në Gjokaj.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
130
PËRFUNDIME
Përdorimi i metodave interferometrike shumëkohore për të vlerësuar lëvizjet e terrenit ka gjetur
një përdorim shumë të madh në dekadat e fundit. Ndërmjet të gjitha llojeve të lëvizjeve të
terrenit, ajo që lidhet me qëndrueshmërinë e objekteve inxhinierike është më e rëndësishmja
dhe më problematikja për tu marrë në konsideratë.
Rëndësia e saj lidhet në mënyrë të drejtpërdrejtë me qëllimin e shfrytëzimit të këtyre objekteve.
Sigurisht që rëndësinë më të madhe e marrin objektet e banimit.
Gjithashtu, qëndrueshmëria e objekteve inxhinierike është edhe më problematikja, sepse në
qoftë së nuk ka një mbikëqyrje të vazhdueshme ose në kohë reale është gati e pamundur të
vlerësohen lëvizjet e shpejta të këtyre objekteve.
Analizimi i qëndrueshmërisë së objekteve me anën e metodave interferometrike shumëkohore
ka rezultuar shumë efikase në evidentimin dhe parandalimin e shumë rreziqeve që lidhen me
paqëndrueshmërinë e objekteve.
Në këtë punim është paraqitur përdorimi i teknikave PS-InSAR ne terrenet natyrore dhe në
objektet inxhinierike. Duke qenë se në zonën tonë të interesit nuk ekziston një rrjet i përhershëm
GPS, ishte e pamundur që rezultatet tona të krahasoheshin me matjet që ofron ekzistenca e një
rrjeti të tillë. Gjithashtu, mungesa e informacioneve që mblidhen nga shpimet gjeologjike, në
zonat më problematike të evidentuara në këtë punim, nuk na japin mundësinë e një vlerësimi
korrelues ndërmjet strukturave gjeologjike dhe fenomeneve të ndeshura.
Duke u bazuar në rezultatet e këtij punimi mund të themi që:
Përdorimi i kësaj metode është thelbësor për një vlerësim përfundimtar në fushën e
matjeve.
Siç tregohet në këtë studim, përpunimi i të dhënave të mbledhura na dha si rezultat
përfundimtar hartën e përgjithshme të lëvizjes së objekteve, shtrirjen e saj si dhe luhatjet
e kësaj lëvizjeje në kohë.
Gjithashtu, siç vërehet në këtë studim, vlerësimi i lëvizjeve të objekteve është pikësor
dhe kemi të bëjmë jo vetëm me një vlerësim pikësor për objekt, por kemi edhe disa
vlerësime pikësore në një objekt të vetëm.
Vlerësimi i qëndrueshmërisë duke përdorur të dhënat e tre sensorëve të ndryshëm ka
dhënë këto përfundime:
- Duke parë hartën e rezultateve të arritura nga përpunimi i të dhënave të përftuara
nga satelitët ERS -1 dhe ERS 2 themi se kishim në dispozicion 35 imazhe me
një mesatare prej 4÷5 imazhesh në vit. Numri i vogël i KQ lidhet me
përzgjedhjen e KQ me një koherencë të lartë. Numri i përgjithshëm i KQ është
12077. Siç shihet nga harta përfundimtare, kemi një prezencë të lëvizjeve të
Spartak KUÇAJ
131
objekteve. Kjo lëvizje është në vlera të vogla (me shpejtësi mesatare rreth 0
mm/vit) për shkak se KQ janë zgjedhur pika me koherencë të lartë, por kjo lidhet
edhe me faktin se koha e rishikimit ka qenë 35 ditë.
- Duke parë hartën e rezultateve të arritura nga përpunimi i të dhënave të përftuara
nga sateliti ENVISAT dhe sensori ASAR themi se kishim në dispozicion 22
imazhe me një mesatare prej 3 imazhesh në vit. Numri i vogël i KQ lidhet me
përzgjedhjen e KQ me një koherencë të lartë, kjo gjë ka ardhur edhe si pasojë e
numrit të vogël të imazheve në dispozicion. Numri i përgjithshëm i KQ është
4705. Siç shihet nga harta përfundimtare, kemi një prezencë të lëvizjeve të
objekteve. Kjo lëvizje është në vlera të vogla (me shpejtësi mesatare shumë të
vogla ose 0 mm/vit) për shkak se KQ janë zgjedhur pika me koherencë të lartë,
por kjo lidhet edhe me faktin se koha e rishikimit ka qenë 35 ditë.
- Duke parë hartën e rezultateve të arritura nga përpunimi i të dhënave të përftuara
nga satelitët COSMO-SkyMed themi se kishim në dispozicion 39 imazhe me një
mesatare prej 13 imazhesh në vit. Numri i madh i KQ, numri i përgjithshëm i
KQ është 225292, lidhet me densitetin e lartë të tyre si dhe me shtrirjen më të
madhe të zonës së studimit. Shtrirja më e madhe e zonës së studimit lidhet me
faktin e zgjerimit të zonës së shtrirjes së Tiranës si dhe me faktin e rritjes së
ndërtimeve. Përzgjedhja e KQ edhe në këtë rast është bërë për pika me një
koherencë të lartë. Siç shihet nga harta përfundimtare kemi një prezencë të qartë
të lëvizjeve të objekteve, të cilat paraqesin zona me prani të zhvendosjeve që lidhen
me ulje lokale ose me objekte në lëvizje.
- Gjithashtu vëmë re se kemi një përputhshmëri më të mirë (edhe pse nuk janë
matje të kryera në kohë të njëjtë) ndërmjet vlerave të matura me ERS-1/2 dhe
COSMO-SkyMed.
Duke qenë se periudha që përfshinte ky punim ishte e madhe dhe ekzistonte një arkivë
e mjaftueshme imazhesh, përdorimi i metodave interferometrike shumëkohore ishte
instrumenti i duhur për të vlerësuar qëndrueshmërinë e objekteve inxhinierike.
Siç shihet edhe nga rezultatet e arritura imazhet COSMO-SkyMed të përpunuara kanë
dhënë informacion më të bollshëm, ndonëse periudha e mbulimit të zonës me këto
imazhe është më e vogël se ne dy rastet e tjera. Numri i madh i imazheve lidhet me
faktin e kohës së shkurtër të rishikimit që ka ky sistem.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
132
REKOMANDIME
Duke u bazuar në rezultatet e arritura nëpërmjet këtij punimi rekomandojmë që:
1. Një studim i tillë, si ky i kryer me anë të këtij punimi, të kryhet, për të gjitha zonat
urbane dhe jo vetëm, në të gjithë territorin e vendit tonë.
2. Rezultatet e arritura nëpërmjet këtij punimi të shfrytëzohen nga organet kompetente
lokale dhe qendrore si dhe ato private, të cilat janë përgjegjëse për sigurinë e qytetarëve.
3. Për zonat problematike dhe jo vetëm të krijohet një rrjet permanent GPS, për të
evidentuar dinamikën e lëvizjeve për intervale kohe më të shkurtra si dhe për të krijuar
mundësinë e një korrelimi midis dy matjeve.
4. Referuar rezultateve të këtij punimi, është më mirë (kur është e mundshme) të përdoren
imazhet e përftuara nga satelitët COSMO-SkyMed.
5. Të ketë një bashkëpunim me gjeologët dhe me inxhinierët e ndërtimit për bërë të mundur
evidentimin e shkaqeve, të cilat sjellin këto lëvizje të objekteve dhe të terrenit.
6. Monitorimi i rregullt i zonave që rezultojnë problematike duhet të jetë me mjaft
përparësi për të rritur informacionin e nevojshëm për ti paraprirë rreziqeve të mundshme
që shfaqen nga shkalla e shpejtësisë së lëvizjeve.
7. Në zonat e shfaqura me probleme të bëhet një vlerësim i rrezikut të mundshëm për
objektet ekzistuese dhe të merren masa që të mos lejohen ndërtime të tjera në ato zona.
BIBLIOGRAFIA
A. Coletta, C. Galeazzi, F. Caltagirone, E. Scorzafava, L. Amorosi, E. Caliò, A.
Notarantonio, A. Moccia, Interferometric Missions: Applications within ASI Space
Programs, Proceding of Space Ops ’06, Roma, Italia, 19÷23 Giugno 2006.
Spartak KUÇAJ
133
A. Ferretti, A Monti-Guarnieri, C. Prati, F. Rocca, D. Massonnet, InSAR Principles:
Guidelines for SAR Interferometry Processing and Interpretation, (TM-19), ESA
Publications, February 2007.
A. Ferretti, C. Prati, F. Rocca, Permanent Scatterers in SAR Interferometry, IEEE
Transactions on Geoscience and Remote Sensing, January 2001, Vol. 39, N°1.
A. Papoulis, Signal Analysis, McGraw-Hill, New York, 1984.
Ake Rosenqvist, Masanobu Shimada and Manabu Watanabe, ALOS PALSAR: Technical
outline and mission concepts, Proceedings of: 4th International Symposium on
Retrieval of Bio and Geophysical Parameters from SAR Data for Land Applications,
Innsbruck, Austria, November 16÷19, 2004.
B. Kampes, R. Hanssen, Z. Perski, Radar Interferometry with Public Domain Tools,
Proceeding of FRINGE'03, ESA-ESRIN, Frascati, Italy, 1÷5 December 2003.
B. L. Cho, Y. K. Kong and Y. S. Kim, Interpolation using optimum Nyquist filter for
SAR interferometry, J. of Electromagn. Waves and Appl., 2005, Vol. 19, No. 1,
169÷175.
C. Prati, F. Rocca, and A. Monti Guarnieri, “SAR interferometry experiments with ERS-
1” in Proc. 1st ERS-1 Symp., Cannes, France, Nov. 4÷6, 1992, pp. 211÷218.
COSMO-SkyMed Mission: COSMO-SkyMED SAR Products Handbook, ASI
Publications, ASI-CSM-ENG-RS-092-A, 30 Aprile 2007, 103 pp.
COSMO-SkyMed Mission: COSMO-SkyMED System Description & User Guide, ASI
Publications, ASI-CSM-ENG-RS-093-A, 4 Maggio 2007, 49 pp.
D. O. Nitti, F. Bovenga, A. Refice, J. Wasowski, D. Conte, R. Nutricato, L- and C-Band
SAR Interferometry Analysis of the Wiewliczka Salt Mine Area (UNESCO Heritage
Site, Poland), Proceedings of the 2008 Joint PI Symposium of the ALOS Data Nodes.
3 ÷ 7 November 2008. Rhodes, Greece.
D. O. Nitti, F. Bovenga, R. Nutricato, F. Rana, C. D’Aprile, P. Frattini, G. Crosta, M. T.
Chiaradia, G. Ober, L. Candela, C-and X-band multi-pass InSAR analysis over Alpine
areas (ITALY), Proceedings of SPIE Remote Sensing, Berlin, Germany, 2009.
D. O. Nitti, R. F. Hanssen, A.Refice, F. Bovenga, G. Milillo, R. Nutricato, Evaluation of
DEM-assisted SAR coregistration, Proceeding of Proceedings of SPIE Remote
Sensing, Cardiff, Wales, United Kingdom, 2008.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
134
D. O. Nitti, R. F. Hanssen, A.Refice, F. Bovenga, G. Milillo, R. Nutricato, Evaluation of
DEM-assisted SAR coregistration, Proceedings of SPIE Remote Sensing, Cardiff,
Wales, United Kingdom, 2008.
D. O. Nitti, R. Nutricato, F. Bovenga, A. Refice, M. T. Chiaradia and L. Guerriero,
TerraSAR-X InSAR Multi-Pass Analysis on Venice (Italy), Proceedings of SPIE
Remote Sensing, Berlin, Germany, 2009.
D. C Ghiglia, M. D. Pritt, Two Dimensional Phase Unwrapping: Theory, Algorithms
and Software, Wiley, New York, 1988.
D. C. Rife, R. R. Boorstyn, Single-Tone Estimation from Discrete-Time Observations,
IEEE Transactions on Information Theory, September 1974, Vol. IT.20, pp. 591-598.
David T. Sandwell, David Myer, Robert Mellors, Masanobu Shimada, Benjamin Brooks
and James Foster, Accuracy and Resolution of ALOS Interferometry: Vector
Deformation Maps of the Father’s Day Intrusion at Kilauea, IEEE Transactions on
Geoscience and Remote Sensing, Vol. 46, N°11, November 2008.
ERSDAC, Earth Remote Sensing Data Analysis Center, PALSAR User’s Guide, 1st
Edition, March 2006.
F. Agliardi, F. Bovenga, L.Candela, M. T. Chiaradia, G. B. Crosta, C. D’Aprile, G.
Fornaro, P. Frattini, M. Gilardoni, F. Guzzetti, R. Lanari, D. O. Nitti, R. Nutricato, G.
Ober, F. Rana, G. Venuti, G. Zeni, Attività di elaborazione di dati EO SAR su AREE
in frana nell’ambito del progetto ASI MORFEO, Proceeding of ASITA’09, Bari,
Italia, 1÷4 Dicembre 2009.
F. Bovenga, A. Refice, R. Nutricato, L. Guerriero, M. T. Chiaradia, SPINUA: a flexible
processing chain for ERS/ENVISAT long term interferometry, Proceedings of: ESA-
ENVISAT Symposium, Saltzburg, Austria, 6÷10 September 2004.
F. Bovenga, Multitemporal SAR Interferometry and applications to slope instability
monitoring, Tesi di dottorato, Università degli studi di Bari, Dipartimento Interateneo
di Fisica, Ottobre 2005, 186 pp.
F. Caltagirone, G.Angino, A. Coletta, F. Impagnatiello, A. Gallon, COSMO-SkyMED
program: status and perspectives, Alenia Spazio S.p.A., ASI.
F. Gatelli, A. Monti Guarnieri, F. Parizzi, P. Pasquali, C. Prati, and F. Rocca, The
Wavenumber Shift in SAR interferometry, IEEE Transactions on Geoscience and
Remote Sensing, July 1994, Vol. 32, N°4, pp. 855÷864.
Spartak KUÇAJ
135
Ferretti, A., C. Prati, and F. Rocca (2001), Permanent scatterers in SAR interferometry,
IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., 39 (1), 8÷20.
Ferretti, A., Novali, F., Bürgmann, R., Hilley, G., Prati, C., (2004), InSAR Permanent
Scatterer Analysis Reveals Ups and Downs in San Francisco Bay Area, Eos,Vol. 85,
No. 34, 317÷324.
Grup autorësh, Rajonizimi Gjeologo-Inxhinierik i Qytetit të Tiranës në shkallën
1:10000, 1985.
G. Franceschetti, R. Lanari, Synthetic Aperture Radar Processing, CRC Press, 1999.
G. Nico, Exact Closed-Form Geolocation for SAR Interferometry, IEEE Transactions
on Geoscience and Remote Sensing, Jan. 2002, 40 (1).
G. Schreier, SAR Geocoding: Data and Systems, Wichmann Verlag, Karslruhe, 1993.
G. Trianni, Introduzione al telerilevamento per l’osservazione della terra, Dispensa per
la Facoltà di Ingegneria, Università degli studi di Pavia, Dipartimento di Elettronica,
Febbraio 2006.
Howard A. Zebker, John Villasenor, Decorrelation in Interferometric Radar Echoes,
IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, September 1992, Vol. 30, N°5,
pp. 950÷959.
http://www.cartografia.regione.lombardia.it/GeoIFFI/index.html
http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/
http://www.globdem50.metsoft.de/test/html/documentation.html
http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/
J. S. Lee, K. W. Oppel, S. A. Mango, A. R. Miller, Intensity and Phase Statistics of
Multilook Polarimetric and Interferometric SAR Imagery, IEEE Transactions on
Geoscience and Remote Sensing, September 1994, Vol. 32, N°5.
J. Wasowski, F. Bovenga, R. Nutricato, D. Conte, A. Refice, Z. Kowalski and M.
Graniczny, Satellite interferomerty reveals spatial patterns of subsidence in the
ancient Wieliczka salt mine (UNESCO heritage site, Poland), Proceedings of FRINGE
2007, ESA-ESRIN, Frascati (RM), Italy, 26-30 Nov. 2007.2.
John C. Curlander, Robert N. McDonough, Synthetic Aperture Radar-System & Signal
Processing, John Wiley & Sons, Inc., 1991.
Përdorimi i metodës interferometrike SAR për vlerësimin e uljeve të objekteve inxhinierike.
Shembull zbatimi për qytetin e Tiranës
136
M. Di Bisceglie, C. Galdi, R. Lanari, Statistical Characterization of the Phase Process
in Interferometric SAR Images, Proceedings of: IGARSS’96, Lincoln, Nebraska, 1996.
M. Migliaccio, F. Bruno, A new interpolation kernel for SAR interferometric
registration, IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing, 2003, Vol. 41, 1105÷1110.
M. S. Seymour, I. G. Cumming, Maximum Likelihood Estimation for SAR
Interferometry, Proceedings of: IGARSS’94, Pasadena, California, 1994.
M. Schwabisch, A Fast and Efficient Technique for SAR Interferogram Geocoding,
Proceedings of IGARSS'98, Seattle, WA USA, 1998.
R. Hannssen and R. Bamler, Evaluation of Interpolation Kernels for SAR
Interferometry, IEEE Trans. on Geoscience and Remote Sensing, January 1999,
37(1):318-321.
Ramon F. Hanssen, Radar Interferometry-Data Interpretation and Error Analysis,
Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2001.
Richard Bamler, Dieter Just, Phase Statistics and Decorrelation in SAR Interferograms,
Proceedings of: IGARSS’93, Tokyo, Japan, 1993.
Spartak Kuçaj, Boris Strati, The Use of High Resolution Satellite MTI for Detecting and
Monitoring Landslide and Subsidence Hazards in Tirana, IJRSSET. Volume 2, Issue
11, November 2015, PP 54-60.
Spartak Kuçaj, Boris Strati, Përdorimi metodës PS-InSAR në monito-rimin e veprave të
artit në rrugë, Nafta shqiptare, 2016.
Spartak Kuçaj, Boris Strati, Njehsimi i lëvizjeve të truallit me metodën interferometrike
sar, Buletini i Shkencave Teknike, UPT, 2016.
W. G. Carrara, R. S. Goodman, and R. M. Majewski, Spotlight Synthetic Aperture Radar:
Signal-Processing Algorithms, Artech House, Norwood (MA), 1995.
www.asi.it
www.kopalnia.pl
www.morfeoproject.it