OPTIMIZATION OF THE 3P KEYS KERNEL PARAMETERS BY MINIMIZING THE RIPPLE OF THE SPECTRAL CHARACTERISTIC

The ideal interpolation kernel is described by the sinc function, and its spectral characteristic is the box function. Due to the infinite length of the ideal kernel, it is not achievable. Therefore, convolutional interpolation kernels of finite length, which should better approximate the ideal kernel in a specified interval, are formed. The approximation function should have a small numerical complexity, so as to reduce the interpolation execution time. In the scientific literature, great attention is paid to the polynomial kernel of the third order. However, the time and spectral characteristic of the third-order polynomial kernels differs significantly from the shape of the ideal kernel. Therefore, the accuracy of cubic interpolation is lower. By optimizing the kernel parameters, it is possible to better approximate the ideal kernel. This will increase the accuracy of the interpolation. The first part of the paper describes a three-parameter (3P) Keys interpolation kernel, r. After that, the algorithm for optimizing the parameters of the 3P Keys kernel, is shown. First, the kernel is disassembled into components, and then, over each kernel component, Fourier transform is applied. In this way the spectral characteristic of the 3P Keys kernel, H, was determined. Then the spectral characteristic was developed in the Taylor series, HT. With the condition for the elimination of the members of the Taylor series, which greatly affect the ripple of the spectral characteristic, the optimal kernel parameters (αopt, βopt, gopt) were determined. The second part of the paper describes an experiment, in which the interpolation accuracy of the 3P Keys kernel, was tested. Parametric cubic convolution (PCC) interpolation, with the 3P kernel, was performed over the images from the Test database. The Test database is created with standard Test images, which are intensively used in Digital Image Processing. By analyzing the interpolation error, which is represented by the Mean Square Error, MSE, the accuracy of the interpolation was determined. The results (αopt, βopt, gopt, MSEmin) are presented on tables and graphs. Detailed comparative analysis showed higher interpolation accuracy with the proposed 3P Keys interpolation kernel, compared to the interpolation accuracy with, 1P Keys and 2P Keys interpolation kernels. Finally, the numerical values of the optimal kernel parameters, which are determined by the optimization algorithm proposed in this paper, were experimentally verified

Monitoring land surface deformation using persistent scatterers interferometric synthetic aperture radar technique

Land subsidence is one of the major hazards occurring globally due to several reasons including natural and human activities. The effect of land subsidence depends on the extent and severity. The consequences of this hazard can be seen in many forms including damaged of infrastructures and loss of human lives. Although land subsidence is a global problem, but it is very common in urban and sub urban areas especially in rapidly developing countries. This problem needs to be monitored effectively. Several techniques such as land surveying, aerial photogrammetry and Global Positioning System (GPS) can be used to monitor or detect the subsidence effectively but these techniques are mostly expensive and time consuming especially for large area. In recent decades, Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) technique has been used widely for the monitoring of land subsidence successfully although this technique has several limitations due to temporal decorrelation, atmospheric effects and so on. However, the uncertainties related to InSAR technique have been reduced significantly with the recent Persistent Scatterers Interferometric Synthetic Aperture Radar (PSInSAR) technique which utilized a stack of interferograms generated from several radar images to estimate deformation by finding a bunch of stable points. This study investigates the surface deformation focusing on Kuala Lumpur, a rapidly growing city and Selangor using PSInSAR technique with a set of ALOS PALSAR images from 2007 to 2011. The research methodology consists of several steps of image processing that incudes i) generation of Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar (DInSAR), ii) selection of Persistent Scatterers (PS) points, iii) removal of noise, iv) optimization of PS point selection, and v) generation of time series deformation map. However, special consideration was given to optimize the PS selection process using two master images. Results indicate a complete variation of mean line-of-sight (LOS) velocities over the study area. Stable areas (mean LOS=1.1 mm/year) were mostly found in the urban center of Kuala Lumpur, while medium rate of LOS (from 20 mm/year to 30 mm/year) was observed in the south west area in Kuala Langat and Sepang districts. The infrastructures in Kuala Lumpur are mostly stable except in Kuala Lumpur International Airport (KLIA) where a significant subsidence was detected (28.7 mm/year). Meanwhile, other parts of the study area such as Hulu Langat, Petaling Jaya and Klang districts show a very low and non-continuous movement (LOS < 20 mm/year), although comparatively higher subsidence rate (28 mm/year) was detected in the mining area. As conclusion, PSInSAR technique has a potential to monitor subsidence in urban and sub urban areas, but optimization of PS selection processing is necessary in order to reduce the noise and get better estimation accuracy

A Chronology of Interpolation: From Ancient Astronomy to Modern Signal and Image Processing

This paper presents a chronological overview of the developments in interpolation theory, from the earliest times to the present date. It brings out the connections between the results obtained in different ages, thereby putting the techniques currently used in signal and image processing into historical perspective. A summary of the insights and recommendations that follow from relatively recent theoretical as well as experimental studies concludes the presentation

Advanced satellite radar interferometry for small-scale surface deformation detection

Synthetic aperture radar interferometry (InSAR) is a technique that enables generation of Digital Elevation Models (DEMs) and detection of surface motion at the centimetre level using radar signals transmitted from a satellite or an aeroplane. Deformation observations can be performed due to the fact that surface motion, caused by natural and human activities, generates a local phase shift in the resultant interferogram. The magnitude of surface deformation can be estimated directly as a fraction of the wavelength of the transmitted signal. Moreover, differential InSAR (DInSAR) eliminates the phase signal caused by relief to yield a differential interferogram in which the signature of surface deformation can be seen. Although InSAR applications are well established, the improvement of the interferometry technique and the quality of its products is highly desirable to further enhance its capabilities. The application of InSAR encounters problems due to noise in the interferometric phase measurement, caused by a number of decorrelation factors. In addition, the interferogram contains biases owing to satellite orbit errors and atmospheric heterogeneity These factors dramatically reduce the stlectiveness of radar interferometry in many applications, and, in particular, compromise detection and analysis of small-scale spatial deformations. The research presented in this thesis aim to apply radar interferometry processing to detect small-scale surface deformations, improve the quality of the interferometry products, determine the minimum and maximum detectable deformation gradient and enhance the analysis of the interferometric phase image. The quality of DEM and displacement maps can be improved by various methods at different processing levels. One of the methods is filtering of the interferometric phase.However, while filtering reduces noise in the interferogram, it does not necessarily enhance or recover the signal. Furthermore, the impact of the filter can significantly change the structure of the interferogram. A new adaptive radar interferogram filter has been developed and is presented herein. The filter is based on a modification to the Goldstein radar interferogram filter making the filter parameter dependent on coherence so that incoherent areas are filtered more than coherent areas. This modification minimises the loss of signal while still reducing the level of noise. A methodology leading to the creation of a functional model for determining minimum and maximum detectable deformation gradient, in terms of the coherence value, has been developed. The sets of representative deformation models have been simulated and the associated phase from these models has been introduced to real SAR data acquired by ERS-1/2 satellites. A number of cases of surface motion with varying magnitudes and spatial extent have been simulated. In each case, the resultant surface deformation has been compared with the 'true' surface deformation as defined by the deformation model. Based on those observations, the functional model has been developed. Finally, the extended analysis of the interferometric phase image using a wavelet approach is presented. The ability of a continuous wavelet transform to reveal the content of the wrapped phase interferogram, such as (i) discontinuities, (ii) extent of the deformation signal, and (iii) the magnitude of the deformation signal is examined. The results presented represent a preliminary study revealing the wavelet method as a promising technique for interferometric phase image analysis

Synthetic Aperture Radar für Monitoring in städtischen Gebieten und im Bergbau

Considering it is hazardous to the environment and people, monitoring land movements at urban area become more and more significant. On the other hand, studying of land movements in non-urban area is also important. Synthetic aperture radar using interferometric technique, which is known as InSAR, is capable of providing a quite denser measurement over large areas. More specifically, Interferometric SAR (InSAR), Differential InSAR (DInSAR), Persistent Scatterers InSAR (PSI) techniques are developing to meet people¡¯s requirements of detecting land movements. Due to the different features of urban and non-urban area, the application of InSAR for land movements monitoring may come cross different challenges. D¨¹sseldorf was used as the urban test site by processing 20 TerraSAR-X images using PSI. Levelling results provided by the State Capital of D¨¹sseldorf validated the PSInSAR result, when two time series showed similar progress with very few discrepancies. Xishan mining region was chosen as the non-urban test site in this project, because of clear advantages. Such as well served mining schedule and literature and rapid movements with big phase gradients. In the experiments carried out in Xishan mine, InSAR fulfilled the aim of mining parameters derivation. GPS surveying was collated for the coordinates of corner reflectors, which can validate and improve the accuracy of geocoding (better than 5 m).Die Überwachung von Setzungen in städtischen Gebieten wird immer wichtiger, da es sich um eine potenzielle Bedrohung für die Umwelt und den Menschen handelt. Die Untersuchung von Landsenkungen in nicht-städtischen Bereichen sind ebenfalls sehr wichtig. Mit interferometrischen Auswertungen von Synthetic Aperture Radar Messungen (InSAR) ist man in der Lage große Bereiche hochauflösend zu beobachten. SAR Systeme können während des Tages, der Nacht und unter allen Wetterbedingungen arbeiten. Heutzutage gibt es zunehmendes Interesse an der Anwendung von SAR für das Monitoring von Veränderungen der Erdoberfläche. Hierzu wurden speziell die Techniken des Interferometrischen SAR (InSAR), Differential InSAR (DInSAR) und Persistent Scatterers InSAR (PSI) entwickelt. Aufgrund der unterschiedlichen Merkmale von urbanen und nichturbanen Gebieten, kann die Anwendung von InSAR für das Monitoring von Bewegungen unterschiedliche Herausforderungen stellen. Die Stadt Düsseldorf wurde als Testfeld für die Verarbeitung von 20 TerraSAR-X Bilder mit PSI ausgewählt. Die Ergebnisse aus dem Nivellement der Landeshauptstadt Düsseldorf wurden für die Validierung der PSInSAR Ergebnisse genutzt. Zwei Zeitreihen zeigen einen ähnlichen Verlauf mit sehr geringen Abweichungen. Die Bergbauregion Xishan wurde als nichturbanes Testgebiete in diesem Projekt ausgewählt, weil es die Möglichkeit bietet an Informationen über den Bergbau, die Zeitpläne und Literatur zu kommen und es dort schnelle Oberflächenbewegungen mit großen Phasengradienten gibt. Die durchgeführten Experimente im Xishan Gebiet zeigen, dass man mit der InSAR Auswertung auch Bergbauparameter ableiten kann. Für die Koordinatenbestimmung der Corner Reflektoren wurden GPS Messungen durchgeführt, die auch zur Verbesserung der Satellitenbasislinien dienen und die Genauigkeit der Geokodierung (kleiner 5 m) verbessern

Monitoring von Hangbewegungen mit InSAR Techniken im Gebiet Ciloto, Indonesien

In this doctoral thesis, the InSAR techniques are applied to detect the ground movement phenomenon and to assess the InSAR result geometrically in the Ciloto area, Indonesia. Mainly, one of those techniques, the SB-SDFP algorithm, overcomes the limitations of conventional InSAR in monitoring rural and agricultural areas and can observe extremely slow landslides. The InSAR strategy is positively known as a promising option to detect and quantify the kinematics of active landslides on a large areal scale. To minimize the bias of the InSAR displacement result, the correction of the tropospheric phase delay was carried out in a first step. This procedure is demonstrated in experiments both in the small study area in Ciloto and in a larger area. The latter is an area located in Northern Baja California, Mexico and is dominated by tectonic activity as well as groundwater-induced subsidence. A detailed investigation of the slope movement's behavior in the Ciloto district was conducted utilizing multi-temporal and multi-band SAR data from ERS1/2 (1996-1999), ALOS PALSAR (2007-2009) and Sentinel-1 (2014-2018) satellites. The region was successfully identified as a permanent active landslide prone area, especially in the vicinity of the Puncak Pass and Puncak Highway. The full 3D velocity field and the displacement time series were estimated using the inversion model. The velocity rate was classified from extremely slow to slow movement. To comprehend the landslide's behavior, a further examination of the relationship between InSAR results and physical characteristics of the area was carried out. For the long period of a slow-moving landslide, the relationship between precipitation and displacement trend shows a weak correlation. It is concluded that the extremely slow to slow deformation is not directly influenced by the rainfall intensity, yet it effectuates the subsurface and the groundwater flow. The run-off process with rainfall exceeding a soil's infiltration capacity was suspected as the main driver of the slow ground movement phenomenon. However, when analyzing rapid and extremely rapid landslide events at Puncak Pass, a significant increase in the correlation coefficient between precipitation and displacement rate could be observed.In dieser Doktorarbeit wird die Anwendung von erweiterten Verarbeitungsstrategien von InSAR Daten zur Erkennung und geometrischen Bewertung der Bodenbewegungen im Ciloto - Indonesien dargestellt. Dieser Ansatz überwindet die Beschränkungen konventioneller SAR-Interferometrie und ermöglicht sowohl ein kontinuierliches Monitoring dieses landwirtschaftich geprägten Gebietes als auch die Erfassung extrem langsamer Hangrutschungen. Um eine Verzerrung der InSAR Deformationsergebnisse zu minimieren, wurde zunächst eine Korrektur der troposphärischen Phase durchgeführt. Diese neuartige Strategie wird sowohl im Forschungsgebiet Ciloto als auch an einem größeren Gebiet demonstriert. Bei letzterem handelt es sich um einen Küstenstreifen im nördlichen Niederkalifornien, Mexiko, welcher durch hohe tektonische Aktivität und grundwasserinduzierte Landsetzungen charakterisiert ist. Die detaillierte Untersuchung des Verhaltens von Hangrutschungen im Ciloto erfolgte durch die Verarbeitung multi-temporaler SAR-Daten unter Nutzung verschiedener Frequenzbänder, darunter ESR1/2 (1996-1999), ALOS PALSAR (2007-2009) und Sentinel-1 (2014-2018) Daten. Die Region konnte erfolgreich als permanent aktives Hangrutschungsgebiet identifiziert werden, wobei der Puncak Pass und der Puncak Highway ein erhöhtes Gefahrenpotential aufweisen. Ein 3D- Geschwindig-keitsfeld der Deformation und die zugehörigen Zeitreihen wurden mit dem Inversionsmodell berechnet. Die Geschwindigkeitsrate wurde als langsam bis extrem langsam klassifiziert. Um das dynamische Verhalten der Hangrutschung zu verstehen wurde, in einer weiteren Untersuchung die Beziehung zwischen dem InSAR-Ergebnis und den physikalischen Begebenheiten im Forschungsgebiet analysiert. Es wird der Schluss gezogen, dass die langsame bis extrem langsame Verformung nicht direkt von der Niederschlagsintensität beeinflusst wird, diese sich aber auf den Untergrund und die Grundwasserströmung auswirkt. Es wird vermutet, dass der Oberflächenablauf, welcher die Infiltrationskapazität des Bodens übersteigt, ausschlaggebend für das Phänomen der langsamen Bodenbewegung ist. Für die schnellen und extrem schnellen Hangrutschungen jedoch konnte eine signifikante Erhöhung des Korrelationskoeffizienten zwischen Niederschlag und Verschiebungsrate bei Untersuchungen der Hangrutschung am Puncak-Pass nachgewiesen werden

Deformation measurement and monitoring with Ground-Based SAR

The Ground-Based Synthetic Aperture Radar (GB-SAR) is a relatively new technique, which in the last ten years has gained interest as deformation measurement and monitoring tool. The GB-SAR technique is based on an imaging radar-based sensor, which o ers high sensitivity to small displacements, in the region of sub-millimetres to millimetres, long-range measurements, which can work up to some kilometres, and massive deformation measurement capability. These features confer to the GB-SAR technique interesting advantages with respect to other point-wise deformation measurement techniques. The process of estimating deformation from the GB-SAR data is not straightforward: it requires complex data processing and analysis tools. This dissertation is focused on these tools, covering the whole deformation estimation process. This thesis collects the main research results achieved on this topic during my work at the Active Remote Sensing Unit of the Institute of Geomatics. Two di erent approaches for measuring deformation with GB-SAR data are described and discussed. The irst one is the interferometric approach, based on the exploitation of the phase component of the GB-SAR data, which is the commonly used GB-SAR method. The second one is a non-interferometric approach, which exploits the amplitude component of the GB-SAR data, o ering an interesting alternative way to exploit the GB-SAR data. This dissertation has two main objectives. The first one is presenting, step by step, a complete interferometric GB-SAR procedure for deformation measuring and monitoring. The second one is presenting two new algorithms, which represent the most innovative part of this thesis. The first algorithm faces the phase unwrapping problem, providing an automatic solution for detecting and correcting unwrapping errors, which is called 2+1D phase unwrapping. The second algorithm is the base of the above mentioned non- interferometric approach, which overcomes some of the most critical limitation of GB-SAR interferometry, at the expense of getting less precise deformation estimates. The dissertation is divided in 6 chapters. The first one is the introduction, while the second one provides an overview of GB-SAR interferometry, introducing the main aspects that are the basics of the subsequent chapters. Chapter 3 describes a complete GB-SAR processing chain. Chapters 4 and 5 contain the most original part of the dissertation, i.e. the 2D+1 phase unwrapping algorithm, and the non-interferometric approach. Finally, in Chapter 6 the conclusions are discussed and further research is proposed.El radar terrestre d’obertura sintètica (GB-SAR) és una tècnica relativament nova que, en els últims deu anys, ha guanyat interès com a eina per a mesurar i monitorar deformacions. La tècnica GB-SAR es basa en un sistema radar amb capacitat per proporcionar imatges, que ofereix una alta sensibilitat a petits desplaçaments, d’ordre mil·limètric o submil·limètric, que és capaç de mesurar a llargues distàncies (alguns km) i que té una alta capacitat per fer mesures massives. Aquestes característiques donen a la tècnica interessants avantatges respecte a altres tècniques clàssiques de mesura de deformacions, típicament basades en mesures puntuals. Derivar mesures de deformació a partir de dades GB-SAR no és un procés senzill, ja que requereix uns procediments complexos de processat i anàlisi de dades. Aquesta tesi es centra en aquests processos. Aquesta tesi recull alguns dels resultats més destacats de la investigació que he desenvolupat sobre aquest tema a la unitat de Teledetecció Activa de l'Institut de Geomàtica. Al llarg del document es descriuen dues aproximacions diferents per mesurar deformacions amb GB-SAR. Una es basa en la explotació de la tècnica de la interferometria, és a dir explotant la component de la fase de les imatges GB-SAR: és la tècnica GB-SAR usada habitualment. La segona, anomenada tècnica no-interferomètrica, es basa en la component de l’amplitud de les dades GB-SAR i ofereix una interessant alternativa a la primera. La tesi acompleix dos objectius principals. En primer lloc presenta un procediment complet per la mesura i monitoratge de deformacions mitjançant interferometria GB-SAR. En segon lloc, descriu dos nous algorismes que resolen problemes específics de la interferometria clàssica aplicada al GB-SAR i que representen la part més innovadora d’aquesta tesi. El primer algorisme aborda un dels problemes oberts de la interferometria, el phase unwrapping, proposant un mètode automàtic per detectar-ne i corregir-ne els errors. El segon algorisme proposa un nou mètode per a l'explotació de les dades GB-SAR per mesurar deformacions sense utilitzar la interferometria. La estructura de la tesi consisteix en sis capítols. Després de la introducció, el Capítol 2 proporciona una visió general de la interferometria GB-SAR, introduint els conceptes principals utilitzats en la tesi. En el tercer capítol es descriu una cadena de processament basada en GB-SAR interferomètric. Els capítols quart i cinquè contenen la part més original de la tesi: l'algorisme de phase unwrapping i el mètode no-interferomètric per la mesura de deformacions. Finalment, es discuteixen les conclusions principals i es proposen futures línies d’investigació

Radarinterferometrische Untersuchungen mit ERS-1/2 auf der Antarktischen Halbinsel

Synthetic Aperture Radar Interferometry (InSAR) ermöglicht effiziente Untersuchungen von polaren Regionen, mit denen ein Beitrag zur Bestimmung von Massenbilanzen geleistet werden kann. Dieser Parameter hat entscheidenden Einfluss auf den globalen Meeresspiegel. Die Antarktische Halbinsel ist ein Raum, der besonders empfindlich auf Änderungen der klimatischen Bedingungen reagiert und für den von einem positiven Beitrag zum Meeresspiegelanstieg ausgegangen wird. Zur Quantifizierung dessen, sind präzise Kenntnisse des Verhaltens von Eisströmen, Gletschern und Schelfeisen erforderlich. Die eingesetzte Methodik kann dafür glaziologische Schlüsselparameter wie Fließgeschwindigkeiten und Höheninformationen bestimmen. Diese werden in der vorliegenden Arbeit für zwei Untersuchungsgebiete – King George Island, mit einer auf Klimaänderungen empfindlich reagierenden temperierten Eiskappe und Wilkins Schelfeis, das mit am nördlichsten verbleibende Schelfeis auf der Westseite der Antarktischen Halbinsel, das bereits teilweise zerfällt – abgeleitet. Aufgrund der sich schnell ändernden Oberflächenbedingungen in diesen Regionen, können nur Aufnahmen in zeitlich sehr kurzen Abständen verwendet werden. Daher kommen ausschließlich Radardaten der European Remote Sensing Satellites (ERS) aus bestimmten Missions Phasen, die dies erfüllen, zum Einsatz. Dadurch ermöglicht sich eine Bestimmung von Ergebnissen, die ausschließlich aus Mitte der 1990’er Jahre stammen. Nachdem in dieser Arbeit die Grundlagen der differentiellen Radarinterferometrie erläutert werden, wird die komplette Prozessierungskette der Verarbeitung der Radardaten vorgelegt. Zudem wird auf die Besonderheiten, die sich speziell bei diesen Untersuchungen ergeben, eingegangen. Die im Folgenden genannten, wesentlichen Ergebnisse, erlauben Aussagen mit hoher Genauigkeit, hoher räumlicher Auflösung und gleichzeitig flächenhafter Abdeckung für die Untersuchungsgebiete. Für King George Island wird ein Geschwindigkeitsfeld bestimmt, das die gesamte Insel abdeckt und Geschwindigkeiten von bis zu 120 m/a im Bereich von Auslassgletschern aufweist. Es wird zusätzlich für ein Teilgebiet der Eiskappe ein Höhenmodell mit einer vertikalen Genauigkeit von ± 18 m erstellt. Für das Untersuchungsgebiet Wilkins Schelfeis wird zum ersten Mal ein Geschwindigkeitsfeld, das einen Teil des Schelfeises abdeckt, bestimmt. Dies weist eine Genauigkeit von ± 10 m/a auf und enthüllt differenzierte Fließstrukturen in räumlich hoher Auflösung von 50 m. Es werden erstmalig Geschwindigkeiten für einen Teil der Zuflussgletscher zum Schelfeis mit gleicher Genauigkeit hergeleitet. Die Geschwindigkeiten erreichen dabei Werte von bis zu 265 m/a. Für das Schelfeis werden größtenteils Werte zwischen 35 m/a – 105 m/a gemessen. Für einen Teil der Zuflussgletscher auf dem Gebiet von Alexander Island wird ein Höhenmodell mit 50 m Auflösung und einer Genauigkeit von ± 18 m erstellt. Dies bedeutet eine enorme Verbesserung zu den bisher für diesen Raum verfügbaren Höhenmodellen, sowohl was die vertikale Genauigkeit als auch die räumliche Auflösung betrifft. Zusätzlich werden Untersuchungen zum Einsatz von Tidenmodellen zu InSAR Zwecken angestellt und die Schwimmgrenze des Schelfeises in einem Teilgebiet neu bestimmt. Die aus der Arbeit gewonnenen Ergebnisse sind zum Teil bereits in geophysikalische Modelle (King George Island) eingeflossen bzw. werden in solchen zum Einsatz kommen (Wilkins Schelfeis). Des Weiteren stellen sie eine Basis für Vergleiche mit Daten aus anderen Zeitepochen, wenn verfügbar, zur möglichen Bestimmung von Änderungen im Fließverhalten dar. Damit würde eine Aussage über Reaktionen auf Klimaänderungen und einen potentiellen Beitrag zum Meeresspiegelanstieg möglich

Monitoring and predicting railway subsidence using InSAR and time series prediction techniques

Improvements in railway capabilities have resulted in heavier axle loads and higher speed operations, which increase the dynamic loads on the track. As a result, railway subsidence has become a threat to good railway performance and safe railway operation. The author of this thesis provides an approach for railway performance assessment through the monitoring and prediction of railway subsidence. The InSAR technique, which is able to monitor railway subsidence over a large area and long time period, was selected for railway subsidence monitoring. Future trends of railway subsidence should also be predicted using subsidence prediction models based on the time series deformation records obtained by InSAR. Three time series prediction models, which are the ARMA model, a neural network model and the grey model, are adopted in this thesis. Two case studies which monitor and predict the subsidence of the HS1 route were carried out to assess the performance of HS1. The case studies demonstrate that except for some areas with potential subsidence, no large scale subsidence has occurred on HS1 and the line is still stable after its 10 years' operation. In addition, the neural network model has the best performance in predicting the subsidence of HS1