Setzungsmessung und Deformationsmonitoring für Infrastruktur
Wir bieten Setzungsmessung und Deformationsmonitoring für Infrastruktur mit Satelliten-InSAR: Bahnstrecken, Autobahnen, Pipelines, Brücken, Tunnel, Dämme und Deiche sowie den städtischen Baugrund, auf dem sie errichtet sind. Unsere Arbeit hilft Eigentümern und Ingenieuren herauszufinden, wo sich ein Bauwerk bewegt, mit welcher Geschwindigkeit und seit wann, ohne eine Fahrspur zu sperren oder Zugang zum Bauwerk zu benötigen.
Wo InSAR einen Mehrwert bietet
| Bauwerk | Was InSAR erkennt |
|---|---|
| Bahn- und Straßendämme | Setzung, Hebung und Böschungskriechen entlang des Korridors |
| Brücken und Viadukte | Setzung der Zufahrtsdämme und Bewegung der Widerlager |
| Tunnel und U-Bahn-Linien | Setzungsmulden an der Oberfläche über Tunnelvortrieb und Baugruben |
| Pipelines | Bodenbewegung an Hängen, in Permafrost und in Senkungsgebieten |
| Dämme und Deiche | Kronensetzung und Bodenbewegung auf der Luftseite |
| Städtischer Baugrund und Gebäude | Differenzsetzungen auf weichen Böden und durch Grundwasserabsenkung |
Verkehrskorridore: Bahnstrecken und Autobahnen
Bahn- und Straßenkorridore queren weiche Böden, Einschnittsböschungen, alte Schüttungen und Bergbaugebiete, und jeder dieser Bereiche kann sich über Jahre setzen oder kriechen. Inspektionen finden Schäden, nachdem sie aufgetreten sind; Satelliten-InSAR kann Bewegungen erkennen, solange sie noch gering sind. Wir kartieren den gesamten Korridor auf einmal, markieren die Abschnitte, die sich bewegen, und liefern für jeden eine Verschiebungshistorie, sodass Instandhaltung dort geplant werden kann, wo sie nötig ist, statt nach festem Zeitplan. Das mehrjährige Archiv zeigt, ob sich ein Abschnitt schon immer langsam bewegt hat oder sich kürzlich beschleunigt hat. Dieser Unterschied zählt bei der Priorisierung von Reparaturen. Dämme, Brückenzufahrten, Stützmauern und die Böschungen oberhalb von Einschnitten können alle in dieselbe Analyse einbezogen werden, mit Messungen dort, wo Radarsichtbarkeit und Oberflächenbedingungen es zulassen.
Tunnelbau, Baugruben und städtische Setzungen
Tunnelvortrieb, tiefe Baugruben und Grundwasserabsenkung lassen die Geländeoberfläche absinken, und die Setzung kann Gebäude und Leitungen weit über die Baustellengrenze hinaus erreichen. Satelliten-InSAR misst die Setzungsmulde über das gesamte betroffene Gebiet, an Gebäuden und Straßen, wo die Radarreflektivität es zulässt, ohne installierte Instrumente. Vor dem Bau liefert es eine unabhängige Nullmessung der bereits vorhandenen Bodenbewegung. Während der Arbeiten zeigt es, wie sich die beobachtete Setzung zur prognostizierten Hüllkurve verhält. Nach Abschluss zeigt es, ob messbare Bewegung anhält oder sich stabilisiert hat. Dieselben Messungen helfen, Streitfälle darüber zu klären, ob Schäden schon vor den Arbeiten bestanden, weil das Archiv Bodenbewegungen bereits Jahre vor dem ersten Aushub aufgezeichnet hat.
Pipelines, Dämme und Deiche
Pipelines queren rutschgefährdete Hänge, Senkungsgebiete und tauenden Permafrost, wo Bodenbewegungen die Leitung verbiegen und belasten. Dämme und Deiche setzen sich unter ihrem Eigengewicht und können lokale Bewegungen entwickeln, die einem Schaden vorausgehen. In beiden Fällen sind die Bauwerke lang, abgelegen und auf ganzer Länge kaum zu instrumentieren. Satelliten-InSAR untersucht die gesamte Länge, identifiziert die Abschnitte, in denen sich der Boden bewegt, und hält sie unter Beobachtung, sodass Messtrupps und Instrumente gezielt in den Bereichen eingesetzt werden können, in denen sie benötigt werden. Für instabile Hänge siehe unsere Hangüberwachung.
Was ein Infrastruktur-Überwachungsprogramm liefert
Ein Infrastrukturprogramm liefert eine Geschwindigkeitskarte entlang des gesamten Korridors oder um den gesamten Standort; eine Verschiebungszeitreihe für jeden Messpunkt, sodass die Bewegung an einem einzelnen Damm, Pfeiler oder Gebäude abgelesen werden kann; vertikale und Ost-West-Komponenten, wo geeignete Blickgeometrien und Annahmen dies erlauben; eine priorisierte Liste der sich bewegenden Abschnitte; und einen Interpretationsbericht für Anlagenverantwortliche, Tragwerks- und Geotechnikingenieure sowie Behörden. Wir wählen das Radarband passend zum Bauwerk: C-Band von Sentinel-1 für Korridorabdeckung mit häufiger Wiederholung, X-Band von TerraSAR-X oder COSMO-SkyMed für einzelne Bauwerke in dicht bebauten Stadtgebieten und L-Band von ALOS-2, wo Vegetation entlang des Korridors das Signal sonst beeinträchtigen würde. Die Ergebnisse werden als GIS-Ebenen geliefert und aktualisiert, sobald neue Aufnahmen eintreffen.
Warum Satelliten-InSAR für Infrastruktur
Satelliten-InSAR bietet eine großflächige Messabdeckung des Bauwerks und seines Umfelds aus dem Orbit, benötigt weder Zugang noch Sperrungen noch installierte Geräte und stützt sich auf ein mehrjähriges Archiv, das zeigt, wie sich das Bauwerk bewegt hat, bevor es überhaupt beobachtet wurde. Bauwerke und befestigte Flächen sind in der Regel starke Radarreflektoren, sodass die Messdichte oft genau dort am höchsten ist, wo Infrastruktur steht. Unsere Verarbeitung mit kurzen Basislinien kann die Abdeckung über bewachsenem Boden zwischen den Bauwerken verbessern, und jede Bewegungsrate wird mit eigener Fehlerabschätzung angegeben. Unsere Methoden beruhen auf begutachteter Forschung, die in internationalen Fernerkundungszeitschriften veröffentlicht wurde. GNSS-Integration, unabhängige Validierung und unabhängige Zweitprüfungen sind verfügbar. Die Infrastrukturüberwachung ergänzt unsere Leistungen zur Bodensenkung und für Öl und Gas und ist eine unserer Überwachungsleistungen.
Häufig gestellte Fragen
Kann InSAR eine einzelne Brücke oder ein einzelnes Gebäude überwachen?
Ja, wo das Bauwerk und die umgebenden Oberflächen eine geeignete Radarreflektivität bieten und die Aufnahmegeometrie passend ist. Höher aufgelöste Radaraufnahmen können unter geeigneten Bedingungen Messungen an einzelnen Bauteilen liefern, während C-Band-Aufnahmen eine breitere Korridorabdeckung ermöglichen. Die Bewegung wird entlang der Sichtlinie des Satelliten gemessen und lässt sich, wo geeignete aufsteigende und absteigende Blickgeometrien und Annahmen es erlauben, in vertikale und Ost-West-Komponenten zerlegen.
Wie lang kann ein Korridor sein, den ein Programm abdeckt?
Es gibt keine feste Längenbegrenzung. Eine einzelne Sentinel-1-Aufnahme im Modus Interferometric Wide Swath (IW) erfasst einen etwa 250 km breiten Streifen, und benachbarte Aufnahmen entlang des Orbits und angrenzender Bahnen werden kombiniert, sodass eine ganze Bahnstrecke oder Pipeline mit einer Länge von Hunderten Kilometern in einem Programm überwacht werden kann.
Müssen Sie etwas vor Ort installieren?
Nein. Alle Messungen stammen vom Satellitenradar. Bereits vorhandene GNSS-Stationen können eingebunden werden, um die Ergebnisse an eine absolute Referenz anzubinden.
Können Sie zeigen, wie sich der Boden vor Projektbeginn bewegt hat?
Ja. Das Satellitenarchiv reicht mehrere Jahre zurück, sodass wir die Nullmessung vor Baubeginn aus bereits vorhandenen Daten rekonstruieren.
Eignet sich InSAR für plötzliche Ereignisse wie Auswaschungen oder Einstürze?
InSAR eignet sich in erster Linie zur Messung anhaltender oder sich entwickelnder Bodenverformung über wiederholte Satellitenaufnahmen und kann helfen, die mit einem Ereignis verbundene Verformung zu dokumentieren, sobald geeignete Aufnahmen vorliegen. Für die Echtzeitwarnung an einem bekannten kritischen Abschnitt bleiben Instrumente vor Ort erforderlich; InSAR kann diese Systeme ergänzen und helfen, Bereiche zu erkennen, in denen eine Instrumentierung sinnvoll sein kann.
Besprechen Sie Ihr Projekt mit uns: Senden Sie uns den Standort oder die Koordinaten und teilen Sie uns mit, was Sie untersuchen möchten. Wir können die verfügbaren Satellitendaten prüfen, die zeitliche Reichweite des Archivs bestimmen und erläutern, was ein InSAR-Monitoringprogramm leisten kann. Kontaktieren Sie uns.