Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/36742
Title: Insar time series analysis for land subsidence monitoring in Bangkok and its vicinity area
Other Titles: การติดตามการทรุดตัวของกรุงเทพมหานครและปริมณฑลโดยใช้เทคนิค Insar time series analysis
Authors: Anuphao Aobpaet
Advisors: Itthi Trisirisatayawong
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Engineering
Advisor's Email: Itthi.T@Chula.ac.th
Subjects: Subsidences (Earth movements) -- Thailand -- Bangkok
แผ่นดินทรุด -- ไทย -- กรุงเทพฯ
Issue Date: 2012
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Since early 1970s, leveling data has revealed land subsidence occurring in Bangkok and surrounding provinces. Though leveling is reliable and accurate, serious drawbacks of the technique are that 1) it measures only places that accessible by roads and 2) it is time-consuming and labor-intensive. Consequently, the density of measuring points is less than one point/km2 which is far too low to capture short wavelength phenomena like land subsidence. This research applies InSAR, a space-based radar technique which can accurately measure distance or change of distance from radar antenna to objects of interest on the ground, to measure land subsidence. A main objective is to apply a combination of two specific methods of InSAR namely Persistent Scatterer (PS) and Small Baseline (SB) to measure occurring subsidence from radar data. PS and SB were employed to analyze 19 images of Radarsat-1, the footprint of which covers most of Bangkok and certain areas of Nothaburi, Pathumthani and Samutprakarn, for the period October 2005 until March 2010. More than 300,000 points, yielding the density of 120 points/km2 are detected as stable which can be treated like survey benchmarks. Thus, the number of points provided by InSAR and its density has largely overcome the under-sampling and bias problem of leveling data. InSAR reveals that Muang, Samutprakarn and Lam luk ka, Pathumthani have been subsiding rapidly at the rate of 20-30 mm/yr. Central Bangkok on the east of Chao Phraya river appears to be subsiding slowly at rates around 10 mm/yr or slower while in northern and western suburban areas are found to subside at rates between 10-20 mm/yr. InSAR also shows fast subsiding areas in Saphansung and Ladkrabang district, Bangkok which have been missed by leveling due to its under sampling problem. At 71 locations where leveling and InSAR data of the same period are available, statistical test (t-test) of subsidence rates obtained from both methods found that 52 of 65 locations where InSAR results available within radius 100 m around leveling benchmarks are identical. Most of the 10 places where InSAR rates are larger are found to be in suburban areas where building density are low. Larger opening between buildings make it more likely for double-bounce of radar echo from building to ground slab to occur and so faster subsiding ground slab contaminated into that of building. The 3 areas where InSAR rates are slower can be explained by phase unwrapping problem. The research result leads to a conclusion that InSAR can be utilized as a geodetic tool to monitor land subsidence but a certain number of leveling points are still required as check points and for certain places where limitations of InSAR may provide unreliable rates.
Other Abstract: จากข้อมูลงานสำรวจระดับตั้งแต่ต้นปี 2513 พบว่าเกิดแผ่นดินทรุดบริเวณเขตกรุงเทพมหานครและปริมณฑล ถึงแม้ว่าค่าจากการทำระดับจะมีความน่าเชื่อถือและมีความถูกต้องสูง แต่ก็มีข้อจำกัดสำคัญสองประการได้แก่ 1) สามารถตรวจสอบค่าการทรุดตัวได้เฉพาะตามแนวถนนหรือพื้นที่ที่สามารถเข้าถึงได้และ 2) เป็นเทคนิคที่ต้องใช้เวลาและกำลังคนมาก ซึ่งเป็นเงื่อนไขที่ทำให้การเพิ่มจำนวนจุดตรวจสอบทำได้ลำบาก โครงข่ายระดับตรวจสอบการทรุดตัวที่มีอยูมีความหนาแน่นของจุดวัดน้อยกว่า 1 จุด/กม.2 ซึ่งต่ำเกินกว่าที่จะให้ภาพการเปลี่ยนแปลงของค่าการทรุดตัวที่แปรผันอย่างรวดเร็วทางตำแหน่งได้อย่างถูกต้อง การวิจัยนี้ใช้เทคนิค InSAR ซึ่งเป็นเทคนิคทางเรดาร์ที่สามารถใช้เป็นเครื่องมือในการวัดระยะทางหรือการเปลี่ยนแปลงของระยะทางจากสายอากาศเรดาร์กับวัตถุที่สนใจบนพื้นดิน เพื่อใช้วัดค่าการทรุดตัวของแผ่นดิน วัตถุประสงค์หลักของงานวิจัยคือการประยุกต์ใช้เทคนิคเฉพาะของ InSAR 2 วิธีร่วมกัน ได้แก่ Persistent Scatterer (PS) และ small baseline (SB) เพื่อวัดค่าการทรุดตัวที่เกิดขึ้นด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลจากดาวเทียมเรดาร์ โดยทั้ง 2 วิธีใช้ภาพจากดาวเทียม Radarsat-1 จำนวน 19 ภาพ ในช่วงเดือนตุลาคม 2548 ถึง มีนาคม 2553 ครอบคลุมพื้นที่ส่วนใหญ่ของกรุงเทพมหานครและพื้นที่บางส่วนของจังหวัดนนทบุรี ปทุมธานีและสมุทรปราการ ผลการวิจัยได้จุดตรวจสอบมากกว่า 300,000 จุด และความหนาแน่นของจุดประมาณ 120 จุด/กม.2 ซึ่งจำนวนจุดที่ได้จาก InSAR มีความหนาแน่นมากพอที่จะใช้แก้ปัญหา under-sampling และความลำเอียงของข้อมูลระดับได้ ผลลัพธ์จาก InSAR แสดงให้เห็นว่าอำเภอเมือง จังหวัดสมุทรปราการและอำเภอลำลูกกา จังหวัดปทุมธานี มีการทรุดตัวอย่างรวดเร็วในอัตรา 20-30 มม./ปี ส่วนใจกลางกรุงเทพฯ ด้านตะวันออกของแม่น้ำเจ้าพระยามีลักษณะการทรุดค่อนข้างช้ากว่าในอัตราประมาณ 10 มม./ปี ในขณะที่บริเวณชานเมืองทางทิศเหนือและทิศตะวันตกพบอัตราการทรุดตัวอยู่ที่ 10-20 มม./ปี นอกจากนี้ InSAR ยังแสดงให้เห็นการทรุดตัวอย่างรวดเร็วในเขตสะพานสูงและลาดกระบัง กรุงเทพฯ ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ไม่มีข้อมูลจากงานระดับ การทดสอบทางสถิติ (t-test) เพื่อเปรียบเทียบอัตราการทรุดตัวที่ได้จากการสำรวจระดับและ InSAR ในพื้นที่ 71 แห่ง พบว่าใน 52 จาก 65 บริเวณ มีอัตราที่สอดคล้องกัน นอกจากนี้ยังมี 10 พื้นที่ที่อัตราการทรุดตัวที่ได้จากข้อมูล InSAR มีขนาดใหญ่กว่า ซึ่งพบในบริเวณชานเมืองที่มีความหนาแน่นของสิ่งปลูกสร้างน้อย และมีช่องว่างระหว่างอาคารค่อนข้างกว้าง ทำให้มีโอกาสที่จะมีการสะท้อนของเรดาร์ในแบบ double-bounce จากตึกไปสู่พื้นดิน ซึ่งจะทำให้ได้อัตราการทรุดตัวที่เร็วกว่า นอกจากนี้ยังพบว่าพื้นที่ 3 แห่งที่ InSAR มีอัตราการทรุดตัว ที่ช้ากว่านั้นสามารถอธิบายได้ด้วยปัญหา phase unwrapping ผลการวิจัยนี้สามารถสรุปได้ว่า InSAR สามารถใช้เป็นเครื่องมือทางด้านยีออเดติก สำหรับตรวจสอบและติดตามแผ่นดินทรุดได้เป็นอย่างดี อย่างไรก็ตามยังมีความจำเป็นที่จะต้องคงหมุดระดับบางส่วนไว้สำหรับเป็นจุดตรวจสอบ และสำหรับเป็นข้อมูลเพื่อวิเคราะห์การทรุดตัวในบางพื้นที่ที่ InSAR ยังมีข้อจำกัดและให้ผลลัพธ์ที่ไม่น่าเชื่อถือ
Description: Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2012
Degree Name: Doctor of Philosophy
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Survey Engineering
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/36742
Type: Thesis
Appears in Collections:Eng - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
anuphao_ao.pdf5.15 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.