The use of hybrid data: psinsar, gnss and levelling in the development of a modern model of vertical movements of the earth's crust in Poland

Abstract

Мета цієї статті – навести першу в Польщі модель сучасних відносних вертикальних рухів земної кори, побудовану на основі інтеграції даних про вертикальні рухи, отриманих із трьох джерел: вимірювань GNSS (ASG-EUPOS), постійних розсіювачів PsInSAR із продуктів EGMS та подвійних високоточних нівелювань. Через відмінності у часовій та просторовій роздільній здатності даних виникла необхідність розроблення узгодженої методології інтеграції. Під час злиття даних було застосовано афінне перетворення для приведення абсолютних вертикальних рухів (GNSS та PsInSAR) до відносної системи, узгодженої із нівелірними даними. Дані InSAR одержали із продуктів EGMS L2a (після декомпозиції на вертикальну складову) та EGMS L3. Аналіз показав, що оптимальний радіус буфера для даних InSAR під час дослідження мікрорайонів навколо станцій GNSS становить 0,3 км, а використання медіани як репрезентативного значення статистично обґрунтоване. Середня похибка трансформації для однієї точки становила приблизно 0,20 мм/рік. Остаточну модель розроблено методом локальних поліномів, а отримані результати є підґрунтям для подальших геодинамічних досліджень і можуть бути використані у цивільному будівництві та управлінні геологічними ризиками.The aim of this article is to present the first model in Poland of contemporary relative vertical movements of the Earth’s crust, based on the integration of vertical movements determined from three sources: GNSS measurements (ASG-EUPOS), permanent PsInSAR scatterers from EGMS products, and double precise levelling measurements. Due to differences in the temporal and spatial resolution of the data, it was necessary to develop a consistent integration methodology. In the data merging process, an affine transformation was used to convert absolute vertical movements (GNSS and PsInSAR) to a relative system consistent with the levelling data. The InSAR data came from EGMS L2a products (after decomposition into a vertical component) and EGMS L3. The analysis showed that the optimal buffer radius for InSAR data in the study of micro-areas around GNSS stations is 0.3 km, and the use of the median as a representative value is statistically justified. The average transformation error for a single point was approximately 0.20 mm/yr. The final model was developed using the local polynomial method, and the results obtained provide a basis for further geodynamic studies and may be used in civil engineering and geological risk management.