InSAR-Überwachungsleistungen

Die INSAR Corporation bietet Kunden weltweit Überwachungsleistungen mit Satelliten-InSAR dort, wo Bodenbewegung das größte Risiko birgt: Böschungen und Bodensenkung im Bergbau, Absetzanlagen, Hangrutschungen und Hänge, Bodensenkung, Setzungen an Infrastruktur sowie Öl und Gas. Unsere Überwachungsleistungen messen Bewegung über ganze Standorte und Regionen, im Millimeterbereich, wo die Bedingungen es zulassen, decken Gebiete ab, die für Feldinstrumente nur schwer erreichbar sind, und bauen eine mehrjährige Aufzeichnung des Oberflächenverhaltens auf.

InSAR (Radarinterferometrie mit synthetischer Apertur) misst, wie weit sich der Boden zwischen zwei Radarüberflügen entlang der Sichtlinie des Satelliten bewegt. Statt einer Handvoll Vermessungspunkte kann eine einzige Analyse Zehntausende bis Millionen Messpunkte über einen Standort oder eine Region liefern, jeder mit seiner eigenen Bewegungsaufzeichnung. Wo geeignete aufsteigende und absteigende Blickgeometrien verfügbar sind, können wir unter geeigneten Annahmen die vertikale Bewegung von der Ost-West-Komponente trennen; die Einbindung von GNSS kann das vollständige Verschiebungsfeld zusätzlich eingrenzen. Für jeden Punkt geben wir sowohl die aktuelle Bewegungsrate als auch den vollständigen Verlauf seiner Bewegung an.

Zwei Gruppen von Auswerteverfahren decken unterschiedliches Gelände ab. Die Analyse persistenter Streuer verfolgt stabile, radarhelle Reflektoren wie Felsaufschlüsse, Gebäude und Infrastruktur. Die Analyse verteilter Streuer mit kurzen Basislinien, darunter die mehrdimensionale MSBAS-Zeitreihenmethode, kann über einem Teil des ländlichen, bewachsenen und natürlichen Geländes Bewegung erfassen, wo solche hellen Reflektoren selten sind. Da dieser Ansatz nur verlangt, dass der Boden zwischen nahe beieinanderliegenden Aufnahmen kohärent bleibt und nicht über den gesamten Überwachungszeitraum, kann er über einem Teil des ländlichen und mäßig bewachsenen Geländes Messungen gewinnen, auf dem Verfahren, die allein auf persistenten Streuern beruhen, möglicherweise nur eine begrenzte Abdeckung bieten. Erst die Wahl des passenden Ansatzes für die jeweilige Umgebung erweitert nutzbare Messungen über Städte hinaus auf Ackerland und viele ländliche oder mäßig bewachsene Gebiete, im Rahmen dessen, was die Kohärenz zulässt.

Wir überwachen die Bewegung von Tagebauböschungen, die Oberflächensenkung über aktiven und alten untertägigen Grubenbauen und die Bewegung von Absetzanlagen, und zwar im gesamten Betrieb und über eine mehrjährige Historie. Die großflächige Satellitenabdeckung ergänzt die Instrumentierung vor Ort und unterstützt die Verformungsüberwachung nach dem Global Industry Standard on Tailings Management. Zur Bergbauüberwachung von Böschungen, Bodensenkung und Absetzanlagen.

Wir kartieren die regionale Bodensenkung durch Grundwasserentnahme und Übernutzung von Grundwasserleitern, weltweit eine wesentliche Ursache von Bodensenkungen, sowie die natürliche Setzung weicher und organischer Böden und Erdfälle in Karstgebieten. Diese Signale erstrecken sich über ganze Becken und Gemeinden, weit mehr, als jede terrestrische Vermessung erfassen kann. Zur Überwachung von Bodensenkung.

Wir erkennen langsame und tiefgründige Hangrutschungen und instabile natürliche Hänge, untersuchen Verkehrs- und Pipelinekorridore Kilometer für Kilometer und unterstützen die regionale Gefahrenkartierung. Da viele Rutschungen über Monate oder Jahre kriechen, bevor sie sich beschleunigen, kann Satelliten-InSAR langsame Bewegung erkennen, bevor sich deutliche Anzeichen an der Oberfläche zeigen. Zur Hangüberwachung und Überwachung von Hangrutschungen.

Wir verfolgen die Reaktion der Oberfläche auf Förderung und Injektion, überwachen die Oberflächenverformung über Untertage-Gasspeichern und Salzkavernen und prüfen die Bodenbewegung an Pipelines und Anlagen. Injektion und Verfahren zur Erhöhung des Entölungsgrades (EOR) können die Oberfläche heben; die Förderung kann sie absenken. Die Kartierung von beidem über das gesamte Feld hilft, Bodenbewegung mit dem Betrieb in Beziehung zu setzen. Zur Überwachung von Bodenbewegung in der Öl- und Gasindustrie.

Wir überwachen Bewegungen von Damm, Gründung und Absetzbecken an aktiven, inaktiven und stillgelegten Absetzanlagen über ein ganzes Portfolio hinweg aus einer einheitlichen Quelle. Die Satellitenabdeckung erweitert die Verformungsüberwachung auf Anlagen ohne Instrumente und unterstützt die an GISTM ausgerichtete Berichterstattung. Zur Dammüberwachung von Absetzanlagen.

Wir überwachen Setzungen und Bodenbewegungen entlang von Bahnstrecken, Autobahnen und Pipelines, im Umfeld von Brücken, Tunneln, Dämmen und Deichen sowie auf städtischem Baugrund, der von Tunnelbau und Baugruben betroffen ist. Ganze Korridore werden in einem Programm erfasst, ohne Zugang zum Standort und ohne Verkehrsbehinderungen. Zur Setzungsmessung und zum Deformationsmonitoring für Infrastruktur.

Sie erhalten bereits InSAR-Daten von einem anderen Anbieter oder einem internen Team? Wir vergleichen die Ergebnisse mit GNSS- und Felddaten, prüfen die Methodik und berichten, wo die Ergebnisse durch die verfügbaren Validierungsnachweise gestützt werden. Die Unabhängigkeit vom ursprünglichen Anbieter macht die Prüfung für Anlageneigentümer, Kreditgeber, Versicherer und Behörden nützlich. Zur unabhängigen InSAR-Validierung.

Wir arbeiten mit den wichtigsten zivilen SAR-Konstellationen und passen das Radarband an das Ziel an. Das C-Band des europäischen Sentinel-1 ist frei verfügbar, wird über den meisten Landflächen wiederholt aufgenommen und ist die wichtigste Datenquelle für die großflächige Überwachung. Das X-Band des deutschen TerraSAR-X und des italienischen COSMO-SkyMed löst feine Details an einzelnen Bauwerken und kleinen Objekten auf. Das L-Band des japanischen ALOS-2 kann mit seiner größeren Wellenlänge die Kohärenz über Vegetation und über längere Zeiträume besser erhalten, was über Wald und Gelände in hohen Breiten wichtig ist. Für rückblickende Analysen erweitern die europäischen Archive von ERS und Envisat die Aufzeichnung bis in die 1990er- und 2000er-Jahre, sodass sich die Bewegung eines Standorts oft bis in die Jahre vor der Beauftragung einer Überwachung zurückverfolgen lässt.

Ein typisches Programm liefert eine Karte der mittleren Geschwindigkeit für das gesamte Untersuchungsgebiet; eine Verschiebungszeitreihe für jeden Messpunkt, die die Entwicklung der Bewegung zeigt; wo geeignete aufsteigende und absteigende Blickgeometrien und Annahmen es erlauben, eine Zerlegung in vertikale und Ost-West-Komponenten; und einen Interpretationsbericht, der die Messungen in den ingenieurtechnischen und betrieblichen Kontext stellt. Die Ergebnisse können als GIS-Ebenen zur Integration in bestehende Anlagen- und Gefahreninformationssysteme bereitgestellt und planmäßig aktualisiert werden, sobald neue Radaraufnahmen eintreffen.

In jeder Branche ist unser Ansatz derselbe: großflächige Satellitenabdeckung ohne Instrumente am Boden, ein mehrjähriges Archiv, das zeigt, wie sich ein Standort in der Vergangenheit bewegt hat und heute bewegt, und eine unabhängige, wiederholbare Aufzeichnung, die sich für die ingenieurtechnische Prüfung und die behördliche Berichterstattung eignet. Unsere Verarbeitung beruht auf begutachteten Methoden, die in internationalen Fernerkundungszeitschriften veröffentlicht sind, darunter die mehrdimensionale MSBAS-Zeitreihenmethode. Derselbe Ansatz wurde auf nationaler Ebene angewendet, um aus großen Sentinel-1-Archiven großflächige Verformungsmosaike zu erstellen, und er gibt zu jeder Bewegungsrate einen punktbezogenen Standardfehler an, sodass die Zuverlässigkeit jeder Messung ausgewiesen ist. Wo es Mehrwert bringt, integrieren wir GNSS, um die langwelligsten Signale zu erfassen, validieren anhand von Felddaten und bieten auf Anfrage Unterstützung bei der Berichterstattung.

Was ist InSAR-Überwachung?

Die Messung der Bewegung von Boden und Bauwerken aus wiederholten Satellitenradaraufnahmen, ohne Instrumente vor Ort. Ein InSAR-Überwachungsprogramm liefert eine Karte, wo sich der Boden bewegt und wie schnell, sowie eine Zeitreihe, wie er sich bewegt hat, aktualisiert, sobald neue Satellitenaufnahmen vorliegen.

Wie wählt man ein InSAR-Unternehmen oder einen InSAR-Anbieter aus?

Fragen Sie, wie die Ergebnisse anhand von GNSS oder Nivellement validiert werden, ob die Methoden veröffentlicht und begutachtet sind, wie vertikale und Ost-West-Komponenten abgeschätzt werden und unter welchen Annahmen, ob der Anbieter angibt, wo InSAR nicht funktioniert, und wie Kundendaten vertraulich behandelt werden. Wir beantworten jede dieser Fragen für ein vorgeschlagenes Programm und können auch Ergebnisse prüfen, die Sie von einem anderen Anbieter erhalten.

Wie genau ist die InSAR-Überwachung?

Empfindlichkeit für Bewegung im Millimeterbereich, wo Datenqualität und Bodenverhältnisse es zulassen. Die Präzision hängt vom Satelliten, der Anzahl der Aufnahmen, der Kohärenz, der Atmosphäre und der Referenzstrategie ab. Deshalb wird jedes Projekt mit einer eigenen Unsicherheitsabschätzung geliefert und, wo GNSS oder Nivellement vorhanden sind, mit einem Vergleich gegen diese unabhängigen Messungen.

Wie groß ist die Fläche, die überwacht werden kann?

Von einem einzelnen Bauwerk oder Hang bis zu ganzen Bergbaubetrieben, Becken, Korridoren und Regionen. Die großflächige Abdeckung aus einem einzigen konsistenten Datensatz ist der grundlegende Vorteil von InSAR gegenüber punktuellen terrestrischen Vermessungen.

InSAR oder GNSS: Brauchen wir weiterhin GPS-Stationen?

GNSS liefert die präzise dreidimensionale Verschiebung an einer begrenzten Zahl fester Stationen, während InSAR die Bewegung an Tausenden bis Millionen Punkten über die gesamte Szene messen kann. Sie ergänzen einander, und wir kombinieren sie, wo ein absoluter geodätischer Bezug, eine höhere Genauigkeit über große Wellenlängen oder eine unabhängige Überprüfung gebraucht wird.

Können Sie zeigen, wie sich der Boden in der Vergangenheit bewegt hat, nicht nur jetzt?

Ja. Das mehrjährige Satellitenarchiv erlaubt es uns, vergangene Bewegung zu rekonstruieren und den Ausgangszustand vor Beginn der Überwachung festzustellen. Über die europäischen Missionen ERS und Envisat reicht die Aufzeichnung bis in die 1990er-Jahre zurück.

Benötigen Sie Zugang zum Standort?

Nein. Die Messungen erfolgen vom Satelliten, sodass keine Bodeninstrumente und kein Zugang zum Standort erforderlich sind. Genau das macht es praktikabel, entlegenes, ausgedehntes und unzugängliches Gelände zu überwachen.

Was erhalten wir konkret aus einem Überwachungsprogramm?

Karten der Verformungsgeschwindigkeit für den gesamten Standort, Verschiebungszeitreihen für kohärente Radar-Messpunkte, Bewegungsraten mit Unsicherheitsangaben, vertikale und Ost-West-Komponenten, wo geeignete Blickgeometrien und Annahmen es erlauben, GIS-fähige Ebenen und einen Bericht, der zeigt, wo sich Bewegung entwickelt, ob sie sich beschleunigt und was zu prüfen ist.

Was kostet die InSAR-Überwachung?

Das hängt von der Fläche, den benötigten Satellitendaten, der Länge des zu verarbeitenden Archivs und der Berichtshäufigkeit ab. Sentinel-1-Daten sind frei verfügbar, was regionale Programme bezahlbar hält; hochauflösende kommerzielle Daten verursachen bei einzelnen Bauwerken Mehrkosten. Senden Sie uns die Koordinaten des Standorts, und wir erstellen ein Angebot; ein Musterbericht ist auf Anfrage erhältlich.

Können Sie InSAR-Ergebnisse prüfen, die wir bereits von einem anderen Anbieter erhalten?

Ja. Unabhängige Validierung anhand von GNSS- und Felddaten, eine Prüfung der Methodik und eine schriftliche Genauigkeitsbewertung sind eine eigenständige Leistung für Anlageneigentümer, Kreditgeber, Versicherer und Behörden, die eine unabhängige Einschätzung brauchen.

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.