Мониторинг смещений земной поверхности и объектов
Современные методы многопроходной дифференциальной интерферометрии предусматривают выполнение совместного анализа больших временных рядов радиолокационных данных ДЗЗ (космическая съемка) с использованием специализированных алгоритмов обработки. Результатом такой обработки является модель вертикальных смещений земной поверхности и объектов на ней, полученная за весь период наблюдений.
В зависимости от выбранного метода обработки и анализа, модель смещений представляет собой:
- 1
Нерегулярное облако точек измерений, полученных на основе отражений преимущественно от искусственных объектов на местности: насыпей, дамб, строений, объектов ж/д и автодорожной инфраструктуры, для которых определены как среднегодовые скорости смещений, так и восстановлена последовательная динамика смещений за весь период наблюдений. Точность измерения смещений достигает уровня нескольких мм.
- 2
Растровую модель смещений, определенных для площадных отражателей (участков поверхности), соответствующих пространственному разрешению данных. Здесь точность измерения составляет порядка нескольких см.
Особенности:
Измерения выполняются на основе набора радиолокационных данных ДЗЗ, получаемого за достаточно продолжительный период времени. В зависимости от метода, результаты (модели смещений) можно получить по 15-25 последовательным съемкам, полученным в период не менее чем несколько месяцев, далее обновление результатов может идти на регулярной основе с заданным интервалом, например ежемесячно. Точность и полнота результатов также определяется типом используемых исходных радиолокационных данных. В качестве исходных данных могут быть использованы радиолокационные данные с КА «Sentinel-1», так и коммерческие данные с ряда китайских радиолокационных спутников, с более высоким разрешением.
Задача
Геодинамический мониторинг состояния хвостохранилищ, дамб, отвалов породы и др. объектов инфраструктуры.
Цель
Получение информации о динамике состояния (смещение и деформация) объектов на территории мониторинга с целью выявления опасных геодинамических процессов.
Решение
Применение спутниковых радиолокационных данных для независимой оценки смещений. Возможность выявления смещений с высокой точностью и анализ их динамики во времени.
Метод
Многопроходная дифференциальная радиолокационная интерферометрия
Радиолокационная съемка - вид аэрокосмической съёмки, осуществляемой радиолокатором - активным микроволновым датчиком, способным излучать и принимать отражённые от земной поверхности поляризованные радиоволны в определённом диапазоне длин волн.
Методы решения задачи
PS (метод постоянных рассеивателей)
Определение смещений на мм уровне для отдельных точек/объектов, обеспечивающих стабильное отражение излучения. Вариант представления модели смещений – нерегулярное облако точек, каждая из которых представляется временным рядом значений амплитуд смещений. Измерения проводятся для полного ряда данных.
SBAS (интерферометрия малых базовых линий)
Определение смещений на см уровне для участков поверхности (площадной метод). Меньшая чувствительность измерений при большем охвате территории. Вариант представления модели смещений – растровая многослойная цифровая модель. Основное отличие от метода PS – последовательный анализ ряда данных данных.
Радиолокационная интерферометрия выявляет малейшие смещения, позволяет минимизировать риск возникновения чрезвычайных ситуаций и значительно уменьшает их возможные последствия. Предполагается использование данных , полученных в двух геометриях съемки с нисходящей и восходящей орбит. Это позволит выполнить максимально корректную декомпозицию результатов и выделить вертикальную и горизонтальную (в направлении запад-восток) составляющие вектора смещений.
Использовались данные Sentinel-1 и LudiTance-1 (КНР)
Дамба хвостохранилища Модель смещения 2022 год
Отвалы и карьеры Модель смещения 2022 год
Скорость смещений, мм/год
- < -75 мм
- -75 - -50 мм
- -50 - -25 мм
- -25 - -10 мм
- -10 - 10 мм
- 10 - 25 мм
- 25 - 50 мм
- 50 - 75 мм
- > 75 мм