Новые технологии мониторинга природных/техногенных воздействий на объекты инфраструктуры на основе данных радиолокационного ДЗ

Новые технологии мониторинга природных/техногенных воздействий на объекты инфраструктуры на основе данных радиолокационного ДЗЗ
Милосердов В.В.

Независимая российская компания, ведущая собственные научные разработки и предоставляющая широкий спектр технологически завершенных продуктов в геоконсалтинге по направлениям:
геомаркетинг;
дистанционный мониторинг;
геоинформационные системы.
«Центр Геомаркетинговых Исследований»

Технология обработки РЛ данных

пространственное разрешение,
частота (длина волны),
поляризация сигнала,
время съемки и интервал между съемками,
геометрия съемки.

Интерферометрический блок

Интерферометрический блок цифровая модель местности
Цифровая модель местности,
полученная по данным ERS-1/2
(тандемная съемка)
Размер ячейки 20х20 м
Точность по высоте 25 м

Дифференциальная интерферограмма, полученная по
данным ENVISAT с использованием
ЦММ SRTM
ENVISAT
23.08.2003 / 01.10.2003
Интерферометрический блок дифференциальная интерферограмма

Интерферометрический блок
интерферометрия с постоянными отражателями

Аналитический блок

Цель метода: указать участки в зоне прохождения линейной структуры, на которых с большой достоверностью произошли значительные (критические) деформации земной поверхности
Аналитический блок
метод критических деформаций
Критерий: Если относительный сдвиг между соседними пикселями превышает заданное пороговое значение, и когерентность в заданной окрестности выше заданного значения, то в зоне между пикселями имеет место критическая деформация

Преимущества метода:
Отсутствие влияния глобальных смещений поверхности (например, движения тектонических плит)
Устойчивость к возможной постоянной и линейной компоненте в ошибке оценки смещений при реализации метода дифференциальной интерферометрии
Устойчивость к ошибке развёртки фазы. Методу не требуется точно восстановленная карта смещений, достаточно дифференциальной интерферограммы.
Аналитический блок
метод критических деформаций

Выявленные критические деформации
Сход вагонов с рельсов в результате оползня в июне 2005 г. близ п. Аше

Цель: по истории наблюдений проанализировать динамику развития смещений и предсказать с заданной достоверностью дальнейшее развитие процесса смещений
Методы прогноза:
линейная модель – постоянная скорость смещения
нелинейная модель– смещения с непостоянной скоростью
Аналитический блок
прогнозирование статистическое

Возможности прогнозирования:
Получать статистические оценки для скоростей (ускорений) смещений
Строить прогнозные доверительные интервалы заданного уровня доверия для смещений для определённого момента в будущем
Оценивать прогнозные горизонты для прогнозирования с заданным уровнем точности и достоверности
Оценивать статистическую значимость коэффициентов модели. В частности, проверять гипотезы о равномерности или ускоренности процесса смещений.
Оптимизировать планирование будущих съемок с возможностью построения прогнозов с заданной точностью и с заданным прогнозным горизонтом
Аналитический блок
прогнозирование статистическое

Аналитический блок
прогнозирование экспертное
Основные этапы:
Подготовка к разработке прогноза;
Комплексный анализ ретроспективной информации (количественной и качественной);
Определение наиболее вероятных вариантов развития;
Контроль реализации прогноза и корректировка прогноза
Типы прогнозов:
Стабильный
Неблагоприятный
Негативный

Картосхема опасных и потенциально опасных участков;
Параметры деформационных процессов (скорость, масштаб);
Прогнозы развития
Выходные продукты могут быть представлены в виде ГИС и технологического отчета
Аналитический блок
выходные продукты

ГИС
+ прогнозы, в т.ч. экспертные – атрибутивная информация в ГИС

Web-ГИС: Геопортал
Пример представления результатов: www.BlackSea-online.com

Технология мониторинга опасных деформационных техногенных/природных процессов может быть применена для объектов инфраструктуры следующих отраслей:
Нефтегазовой;
Транспортной;
Инженерно-строительной.
Направления внедрения

Непрерывный мониторинг деформаций земной поверхности в районах месторождений и пролегания нефте- и газопроводов необходим для:
Последующего внедрения технологии в систему маркшейдерского мониторинга;
Принятия обоснованных решений по эксплуатации существующих объектов;
Рационального планирования размещения новых объектов.
Направления внедрения
нефтегазовая отрасль

Оперативный мониторинг деформаций земной поверхности под объектами транспортной инфраструктуры позволяет:
Сопоставлять полученные результаты с данными наземных наблюдений и их комплексно анализировать;
Создавать картосхемы воздействий повышенного риска;
Разрабатывать рекомендации по проведению плановых ремонтов и организации движения на опасных участках.
Направления внедрения
объекты транспортной инфраструктуры

Регулярный мониторинг деформаций земной поверхности в местах интенсивной застройки позволяет
Получать объективную информацию о состоянии областей будущей застройки
Своевременно принимать меры по предупреждению аварийных и чрезвычайных ситуаций и разрушению объектов в местах наибольших деформаций
Оптимально планировать месторасположение новых объектов, включая разводку коммуникационных сетей
Направления внедрения
инженерно-строительные объекты

Максимально автоматизированный процесс обработки и анализа в одном программном средстве (экономия временных и материальных ресурсов)
Отсутствие необходимости в привлечении профессиональных кадров
Оптимальное планирование будущих съемок (возможность минимизации затрат до начала проведения работ):
- для построения прогнозов с заданной точностью и с заданным прогнозным горизонтом (с учетом имеющегося архивного временного ряда)
- для обработки по различным методикам, включая методы InSAR, DInSAR, PSInSAR
Экономическая эффективность