Método aprimorado de monitoramento de deformação da superfície cárstica baseado em DS-InSAR com intervalo de confiança dinâmico — estudo de caso na região do Mar Morto
O colapso cárstico é uma das principais catástrofes geológicas globais, caracterizado por padrões complexos de evolução espaço-temporal e mecanismos de formação em regiões de relevo natural. Embora a tecnologia de interferometria de espalhadores distribuídos (DS-InSAR) tenha potencial de aplicação em ambientes cársticos complexos, ainda enfrenta desafios como a precisão limitada na identificação de pixels homogêneos e a instabilidade no cálculo da fase temporal sob condições de baixa coerência e relevo não urbano. Para isso, este estudo propõe um algoritmo aprimorado de identificação de pixels homogêneos com intervalo de confiança dinâmico (D-HTCI), que atualiza dinamicamente a média de referência e o intervalo de confiança por pixel, superando efetivamente as limitações dos métodos tradicionais em cenários de baixa coerência, melhorando a precisão da extração de pontos DS e a estabilidade do cálculo da fase temporal. A área cárstica ao longo da costa do Mar Morto foi selecionada como objeto de estudo, com base em 242 imagens Sentinel-1A adquiridas entre 2016 e 2024, combinadas com o método seqüencial DS-InSAR para realizar a otimização do cálculo da fase temporal em longo prazo, reconstruindo com sucesso um campo de deformação da superfície contínuo e de alta densidade em série temporal. Os resultados mostram que cerca de 832.000 pontos de monitoramento eficazes foram obtidos, um aumento de 367.000 e 153.000 pontos em comparação com os métodos PS-InSAR e DS-InSAR tradicionais, respectivamente; a taxa de deformação na área de estudo variou principalmente entre -120 e 20 mm/ano, sendo a subsidência mais significativa na região cárstica ao longo da costa sudoeste do Mar Morto, com acumulação máxima superior a 800 mm. As deformações temporais do InSAR em pontos típicos apresentaram alta correlação linear com as variações simultâneas do nível da água do Mar Morto (R²>0,98), revelando que a contínua queda do nível do lençol freático impulsiona a dissolução das camadas salinas, mecanismo-chave do colapso da superfície do Mar Morto; a interface entre água salgada e doce desce conforme o nível da água diminui, induzindo o desenvolvimento e expansão de cavidades nas camadas salinas e, finalmente, provocando o colapso. O estudo demonstra que a combinação de D-HTCI com otimização sequencial de fase não só melhora a viabilidade da tecnologia DS-InSAR para monitoramento de deformações em áreas de relevo natural, mas também oferece importante suporte de dados e referência teórica para compreensão aprofundada das leis de evolução espaço-temporal do colapso cárstico na região do Mar Morto e seus principais mecanismos hidrogeológicos.
关键词
colapso cárstico; intervalo de confiança dinâmico; identificação de pixels homogêneos; DS-InSAR; monitoramento de deformação da superfície; variação do nível da água