Мониторинг оползней и анализ устойчивости склонов
Мы используем спутниковый InSAR для обнаружения и отслеживания медленных оползней и неустойчивых естественных склонов - на холмах, вдоль транспортных и трубопроводных коридоров и по целым регионам. Наша работа выявляет, где склоны ползут, задолго до того, как движение станет заметным на местности, включая удалённую местность, недоступную ни одной полевой программе.
Где InSAR приносит пользу
| Ситуация | Что даёт спутниковый InSAR |
|---|---|
| Медленная ползучесть склона | Выявить раннее движение до того, как оно станет видимым |
| Коридор трубопровода или транспорта | Определить склоны, которые действительно движутся |
| Горные автомагистрали и железные дороги | Расставить приоритеты осмотров вдоль трассы |
| Удалённая местность | Наблюдать без доступа к местности |
| Крупные глубокие оползни | Оценить объём и отследить эволюцию |
Мониторинг медленных оползней
Многие оползни ползут месяцами или годами до какого-либо ускорения, и именно это медленное движение спутниковый InSAR измеряет хорошо. Мы картируем протяжённость активного оползня, показываем, какая часть движется быстрее всего, и отслеживаем, устойчив ли он, замедляется или ускоряется со временем. Поскольку радарный архив охватывает несколько лет, анализ устойчивости склонов может начинаться с истории прошлого поведения, а не с нуля. Там, где доступны две геометрии съёмки, движение по линии визирования можно спроецировать на направление вниз по склону, что делает измеренные скорости более непосредственно значимыми для инженерной интерпретации.
Внезапные катастрофические разрушения происходят слишком быстро для повторной съёмки спутника, а очень быстрые или густо заросшие склоны могут терять сигнал. Радар L-диапазона ALOS-2 (Япония) с большей длиной волны улучшает охват над заросшими склонами, где более короткие длины волн теряют когерентность. Спутниковый InSAR наиболее силён в обнаружении медленной ползучести-предвестника и в расстановке приоритетов, где следует сосредоточить более близкий мониторинг на объекте - он дополняет наземные системы, используемые для оповещения о неизбежном разрушении, а не заменяет их.
Склоновый риск транспортных и трубопроводных коридоров
Автомагистрали, железные дороги и трубопроводы часто пересекают длинные участки горной или неустойчивой местности, где одно разрушение склона может нарушить работу или поставить под угрозу целостность. Осматривать каждый километр на местности непрактично. Спутниковый InSAR проверяет весь коридор сразу, выделяя склоны, которые действительно движутся, чтобы направить полевые усилия и инженерное внимание туда, где это важно. Наша опубликованная региональная оценка оползневой опасности для трубопроводов на северо-востоке Британской Колумбии демонстрирует этот подход в масштабе коридора, различая медленно и быстро движущиеся склоны, которые представляют наибольший риск для заглублённой инфраструктуры. Движение самих сооружений коридора - насыпей, подходов к мостам и трубопроводов на устойчивом грунте - охватывает наша услуга мониторинга деформаций инфраструктуры.
Региональный скрининг оползней и картирование опасности
В масштабе района, водосбора или административного региона спутниковый InSAR может выявлять ранее неизвестные активные склоны и формировать картину того, где сосредоточено движение грунта. Поскольку он не требует приборов и достигает удалённой местности, он является практической основой для картирования оползневой опасности и для расстановки приоритетов транспортных органов, специалистов по землепользованию и служб реагирования на чрезвычайные ситуации - особенно там, где сети мониторинга нет. Помимо картирования того, где движутся склоны, полученное с помощью InSAR смещение поверхности можно использовать для оценки объёма крупных, медленных, глубоких оползней; наши опубликованные исследования сделали именно это для оползней на севере Канады, превратив поле смещений в величину, которая поддерживает инженерные решения и решения по оценке опасности.
Что даёт программа мониторинга оползней
Программа мониторинга оползней предоставляет региональную карту скоростей, которая выделяет активные склоны; временной ряд смещений для каждого склона, показывающий, устойчиво ли движение или ускоряется; отчёт по скринингу коридора там, где задействована линейная инфраструктура; и, там, где это позволяют данные, оценки объёма и скорости для крупных оползней. Мы выбираем радарный диапазон под местность - C-диапазон Sentinel-1 для широкого регионального скрининга, X-диапазон TerraSAR-X (Германия) и COSMO-SkyMed (Италия) для детализации конкретного склона, и L-диапазон ALOS-2 (Япония) для сохранения когерентности под растительностью. Результаты поставляются в виде ГИС-слоёв и обновляются по мере поступления новых съёмок.
Почему спутниковый InSAR для устойчивости склонов
Спутниковый InSAR охватывает склоны, которые удалены, обширны или попросту слишком многочисленны для приборного оснащения, и делает это с многолетней историей, а не с единственным визитом. Он превращает длинный коридор или целый регион в единый согласованный набор данных и выделяет склоны, заслуживающие внимания. Наша обработка с малыми базовыми линиями сохраняет надёжность измерений над заросшей горной местностью, где методы, опирающиеся только на постоянные отражатели, теряют охват, и каждая скорость сообщается с собственной оценкой погрешности. Наши методы основаны на рецензируемых исследованиях, опубликованных в международных журналах по дистанционному зондированию. По запросу мы можем интегрировать GNSS, проверять по полевым данным и готовить отчётность для целей оценки опасности и соответствия. Мониторинг оползней и склонов - одна из наших четырёх основных услуг мониторинга, наряду с мониторингом горнодобычи, оседания грунта и нефти и газа.
Часто задаваемые вопросы
Какие виды оползней может наблюдать InSAR?
Лучше всего подходят медленные и глубокие оползни и ползущие склоны. Метод измеряет постепенное движение по всему склону, включая удалённую местность без приборов.
Может ли InSAR дать раннее предупреждение о разрушении?
Его лучше всего применять для обнаружения медленной ползучести-предвестника и расстановки приоритетов, где нужен мониторинг на объекте. Для оповещения о неизбежном разрушении конкретного склона в реальном времени наземные системы остаются необходимыми; InSAR дополняет их обзором и историей большого масштаба.
Подходит ли он для трубопроводов и транспортных коридоров?
Да. Спутниковый InSAR может проверить весь коридор за один проход и выделить движущиеся склоны, что гораздо практичнее осмотра каждого километра на местности. Мы опубликовали региональную оценку оползневой опасности для трубопроводов, основанную именно на этом подходе.
Можете ли вы оценить, насколько велик оползень?
Во многих случаях да. Измеренное с помощью InSAR смещение поверхности крупного, медленного, глубокого оползня можно использовать для оценки его объёма, что продемонстрировали наши опубликованные исследования для оползней на севере Канады.
Работает ли он под лесом и на заросших склонах?
Лучше, чем методы, опирающиеся только на постоянные отражатели. Обработка с малыми базовыми линиями и радар L-диапазона с большей длиной волны применяются именно для сохранения когерентности над заросшей горной местностью, хотя очень плотный полог и снег всё же могут создавать пробелы, которые мы устраняем с помощью архива и нескольких спутников.