Hostname: page-component-6766d58669-fx4k7 Total loading time: 0 Render date: 2026-05-19T16:01:01.579Z Has data issue: false hasContentIssue false

A Whole-Field Interferometric Scheme for Measuring strain and Flow Rates of Glacier and Other Natural Surfaces

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

Gary Cloud
Affiliation:
Department of Metallurgy, Mechanics and Materials Science, Michigan State University, East Lansing, Michigan 48824, U.S.A.
Edgar Conley
Affiliation:
Department of Metallurgy, Mechanics and Materials Science, Michigan State University, East Lansing, Michigan 48824, U.S.A.
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

The flow of glacier ice is mapped using high-resolution photography and non-coherent-light speckle interferometry. Young’s fringe patterns result when a double-exposed photoplate image of the straining surface is illuminated by a narrow beam of coherent light. Geometry gives a relationship between the ice surface displacement vector and the interference fringe patterns. This displacement vector is corrected for rigid-body (camera) movement and projected onto the ice surface using topological maps. The strain during the time-lapse interval is thus known. Comparison with data acquired by surveying techniques at Nisqually Glacier, Washington, U.S.A., is limited because of small overlap of the surface studied. In the areas for which results can be compared, our experiments yield a flow of 0.6 m/d where conventional methods yield about 0.4 m/d.

Résumé

Résumé

On cartographie l’écoulement d’un glacier avec des photographies à haute résolution et une interférométrie à moucheture en lumière non cohérente. Des franges de Young s’observent lorsque une image double exposition de la surface en déformation est éclairée par un court éclair de lumière cohérente. La géométrie donne une relation entre le vecteur déplacement de la surface de la glace et les franges d’interférence. Ce vecteur déplacement est corrigé en fonction du mouvement de corps fixe (camera) et projecté sur la surface de la glace à l’aide de cartes topologiques. La déformation durant l’intervalle des temps d’exposition est alors connue. La comparaison avec les données acquises par des techniques classiques au Nisqually Glacier, Washington, U.S.A., est limitée à cause de faible recouvrement des surfaces étudiées. Dans les zones où les résultats peuvent être comparés, nos expériences nous conduisent à une vitesse de 0,6 m/jour où les méthodes conventionnelles donnaient environ 0,4 m/jour.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Die Fliessbewegung von Gletschereis wird durch hochauflösende Photographie und Interferometrie mit nicht-kohärentem Licht erfasst. Bei der Beleuchtung einer doppelt belichteten photographie der sich verformenden Oberfläche mit einem scharf gebündelten Strahl kohärenten Lichtes ergeben sich Young’sche Figuren. Geometrisch lassen sich Beziehungen zwischen dem Verschiebungsvektor der Eisoberfläche und dem entstehenden Fransenmuster herleiten. Der Verschiebungsvektor wird hinsichtlich eventueller Bewegungen eines starren Körpers (Kamera) korrigiert und mit Hilfe topologischer Karten auf die Gletscheroberfläche projiziert. Die Deformation während des Zeitintervalls ist damit bekannt. Der Vergleich mit Daten die mit konventionellen Methoden am Nisqually Glacier, Washington, U.S.A., gewonnen wurden, ist infolge der geringen Überlappung der beiden untersuchten Oberflächenstücke begrenzt. Im Überlappungsgebiet beider Methoden ergaben unsere Versuche einen Fluss von 0,6 m pro Tag, während die konventionelle Messung c. 0,4 m pro Tag lieferte.

Information

Type
Instruments and Methods
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1983
Figure 0

Fig. 1. Nisqually Glacier, Rainier National Park, Washington.

Figure 1

Fig. 2. View of upper elevations of Nisqually Glacier.

Figure 2

Fig. 3. Young’s fringe patterns generated by passing laser light through two points on high-resolution double-exposure negatives of Nisqually Glacier.

Figure 3

Fig. 4. Englargement of high-resolution double-exposed speckle plate of Nisqually Glacier. Note/ne image structure which creates speckle data is not reproduced except in a few limited areas such as near point A.

Figure 4

Fig. 5. Surface displacement vector map, plan view. Note surface displacement vectors have length as would be seen when viewing in the negative Z direction.