Assigning Persistent Scatterers of Regular Multi-Story Buildings to Optical Oblique Images

Abstract

Persistent scatterer interferometry is one of the frequently employed remote sensing techniques and often used for surface and building deformation monitoring tasks. Even though movements of some millimetres per year can be sensed with this method, the assignment of individual scatterers to their corresponding parts of the building is often unknown. This can be problematic, e.g. in case of non-rigid movements of buildings. We present a method of assigning persistent scatterers (PS) to their counterparts in oblique optical images as one possibility of obtaining additional information about the physical nature of PS. In this way, we want to pave the way towards a better understanding of the reflexion mechanism leading to the PS. The approach is based on lattice patterns of PS as they can often be found at facades in urban areas. Even though only a subset of all facades exhibit such a regularity, we use these patterns to cope with the different sensing geometries. Two challenges are addressed in particular: First, the extraction of lattice patterns from a set of PS belonging to the same facade and second, the derivation of suitable matching candidates from optical oblique images. The applicability of the established assignment is shown by investigating the origin of some PS through a visual inspection of their counterparts in the optical image.

Zusammenfassung

Zuordnung von Persistent Scatterern zu optischen Schrägluftbildern. Die Persistent Scatterer Interferometrie ist eine häufig eingesetzte Fernerkundungstechnik zur Überwachung von Deformationen der Erdoberfläche und von Gebäuden. Es können mit dieser Technik zwar Bewegungen von wenigen Millimetern pro Jahr detektiert werden – jedoch ist die genaue Zuordnung von Streuern zu ihren Entsprechungen am Gebäude oftmals unbekannt. Wir präsentieren eine Methode zur Zuordnung von Persistent Scatterern (PS) zu ihren Partnern in optischen Schrägluftbildern als eine Möglichkeit, zusätzliche Informationen über die physikalische Ursache der Streuer zu erhalten. Die stellt einen Schritt in Richtung des besseren Verständnisses von Reflexionsmechanismen, die zu PS führen, dar. Der Ansatz basiert auf der Ausnutzung regelmäßiger Muster, wie sie häufig durch die regelmäßige Anordnung von Fenstern an Gebäudefassaden erzeugt werden. Zwar weist nur eine Untermenge aller Fassaden solch regelmäige Muster auf, jedoch eröffnet sie die Möglichkeit für die Zuordnung zwischen den verschiedenen Abbildungsgeometrien. Insbesondere werden zwei Herausforderungen betrachtet: Zum Einen die Extraktion regelmäßiger Muster in den PS-Daten, zum Anderen die Auswahl geeigneter Partner in den optischen Schrägluftbildern. Das Zuordnungsergebnis wird dann genutzt, um anhand eines visuellen Vergleichs die Entstehung von PS zu interpretieren.