Evaluación del potencial de la técnica InSAR en Costa Rica con datos Sentinel-1, a través del enfoque SBAS, con los softwares científicos ISCE/MintPy, caso de estudio deslizamiento de Santiago de Puriscal

Abstract

Resumen. La meta en este proyecto de graduación se basó en estimar el potencial de la técnica InSAR, como herramienta geodésica y de teledetección para la detección y monitoreo de deslizamientos en Costa Rica. Esto a través de su aplicación en el deslizamiento de mayor magnitud de Costa Rica, en Santiago de Puriscal. Los procesamientos InSAR se efectuaron usando las herramientas científicas ISCE y MintPy. Todo el desarrollo de cómo llevar a cabo un procesamiento y generación de series temporales InSAR, en el país, se plasmó en un manual metodológico. En el manual se muestra parte del capítulo de metodología, pero con mayor detalle y con algunos de los errores comunes que aparecen al procesar. En el manual se plasmó todo el proceso para poder obtener series temporales que permitan describir el movimiento existente de una región, sin la necesidad de un conocimiento profundo en InSAR. Para evaluar la capacidad de InSAR se procesaron imágenes SAR de enero de 2020 a enero de 2023. A partir de las cuales se generó un apilamiento de interferogramas usando ISCE y las series temporales usando MintPy. Santiago de Puriscal tiene un movimiento horizontal de aproximadamente ~5-15 cm/año según antecedentes. Con los interferogramas realizados se detectan movimientos claros de la superficie. Los desplazamientos detectados son en la Línea de Vista (LOS), del satélite con velocidades promedio de -6 cm/año en órbita descendente y de ~4 cm/año en órbita ascendente. Esto confirma la efectividad de la técnica para detectar el movimiento en deslizamientos activos. También, se extrajo de la combinación entre órbitas la velocidad horizontal y vertical. A parte de la detección de movimiento en Puriscal, los resultados fueron capaces de detectar otro deslizamiento en Jaris de Mora. El deslizamiento es detectable específicamente en la órbita en descendente. Se hizo un mapa de factibilidad InSAR para Costa Rica donde se indican valores con rangos de coherencia para su aplicabilidad. El mapa se dividió en tres mapas que contemplan la totalidad de Costa Rica. El mapa de factibilidad está constituido a partir del mapa de coherencia obtenido en Puriscal, donde para cada píxel hay un valor de coherencia que es otorgado a cada uno de los pixeles de las distintas coberturas de suelo

Abstract. The goal of this graduation project was to estimate the potential of the InSAR technique as a geodetic and remote sensing tool for detecting and monitoring landslides in Costa Rica. This was done by applying it to the largest landslide in Costa Rica, in Santiago de Puriscal. InSAR processing was carried out using the scientific tools ISCE and MintPy. The entire process of how to carry out InSAR processing and generate time series in the country was set out in a methodological manual. The manual shows part of the methodology chapter, but in greater detail and with some of the common errors that appear during processing. The manual describes the entire process for obtaining time series that allow the existing movement of a region to be described, without the need for in-depth knowledge of InSAR. To evaluate the capacity of InSAR, SAR images from January 2020 to January 2023 were processed. From these, a stack of interferograms was generated using ISCE and time series using MintPy. Santiago de Puriscal has a horizontal movement of approximately ~5-15 cm/year according to records. The interferograms show clear surface movements. The displacements detected are in the Line of Sight (LOS) of the satellite, with average velocities of -6 cm/year in descending orbit and ~4 cm/year in ascending orbit. This confirms the effectiveness of the technique for detecting movement in active landslides. The horizontal and vertical velocities were also extracted from the combination of orbits. In addition to detecting movement in Puriscal, the results were able to detect another landslide in Jaris de Mora. The landslide is specifically detectable in the descending orbit. An InSAR feasibility map was created for Costa Rica, indicating values with ranges of coherence for its applicability. The map was divided into three maps covering the whole of Costa Rica. The feasibility map is based on the coherence map obtained in Puriscal, where each pixel has a coherence value that is assigned to each of the pixels of the different land cover types.