Услуги InSAR-мониторинга деформаций

Мы предоставляем спутниковый InSAR-мониторинг деформации грунта в отраслях, где движение грунта несёт наибольший риск - горнодобыча, оседание грунта и подземные воды, оползни и устойчивость склонов, нефть и газ. Каждая услуга измеряет движение с точностью до миллиметров по целым объектам и регионам, достигает грунта, недоступного полевым приборам, и формирует многолетнюю запись поведения поверхности.

InSAR - интерферометрия радара с синтезированной апертурой - измеряет, насколько грунт смещается вдоль линии визирования спутника между радарными пролётами. Одна сцена возвращает не горстку геодезических пунктов, а от десятков тысяч до миллионов точек измерения по объекту или региону, каждая со своей записью движения. Там, где грунт наблюдается из двух геометрий съёмки или совместно с GNSS, мы отделяем вертикальную осадку и поднятие от горизонтального движения. Для каждой точки мы сообщаем как текущую скорость движения, в миллиметрах в год, так и полную историю того, как она двигалась.

Два семейства обработки охватывают разные условия. Анализ по постоянным отражателям отслеживает устойчивые, ярко отражающие радар объекты, такие как скальные выходы, здания и инфраструктура. Анализ по распределённым отражателям и с малыми базовыми линиями - включая наш собственный многомерный метод временных рядов MSBAS - восстанавливает движение над сельской, заросшей и естественной местностью, где такие яркие отражатели редки. Поскольку этому подходу нужно, чтобы грунт оставался когерентным только между близкими по времени съёмками, а не на протяжении всего периода мониторинга, он картирует движение над заросшей и быстро меняющейся местностью, которую методы, опирающиеся только на постоянные отражатели, оставляют пустой. Выбор правильного подхода под условия - это то, что делает измерения надёжными над сельхозугодьями, лесом и открытой местностью, а не только над городами.

Мы наблюдаем устойчивость откосов и бортов карьеров, оседание поверхности над действующими и старыми подземными выработками и движение хвостохранилищ - по всему предприятию и на протяжении многолетней истории. Спутниковый охват большого масштаба дополняет приборы на объекте и поддерживает наблюдение за деформациями по Глобальному отраслевому стандарту по управлению хвостохранилищами. См. мониторинг деформации грунта в горнодобыче.

Мы картируем региональное оседание грунта из-за откачки подземных вод и истощения водоносных горизонтов - крупнейшей единичной причины оседания в мире - а также естественное уплотнение мягких и органических грунтов и провалы в карстовой местности. Эти сигналы охватывают целые бассейны и муниципалитеты, гораздо большие, чем может покрыть любая наземная съёмка. См. мониторинг оседания грунта и подземных вод.

Мы обнаруживаем медленные и глубокие оползни и неустойчивые естественные склоны, проверяем транспортные и трубопроводные коридоры километр за километром и поддерживаем региональное картирование опасности. Поскольку большинство оползней ползут месяцами или годами до ускорения, спутниковый InSAR может выявить движение задолго до того, как оно станет заметным на местности. См. мониторинг оползней и анализ устойчивости склонов.

Мы отслеживаем реакцию поверхности на добычу и закачку, наблюдаем целостность подземного хранения газа и соляных каверн и проверяем движение грунта на трубопроводах и объектах. Закачка и увеличение нефтеотдачи могут поднимать поверхность; добыча может её опускать - и картирование обоих по месторождению помогает связать движение грунта с операциями. См. мониторинг деформации грунта в нефтегазовой отрасли.

Мы наблюдаем за движением дамбы, основания и чаши хвостохранилищ - действующих, неактивных и закрытых - по всему портфелю из одного согласованного источника. Спутниковый охват распространяет наблюдение за деформациями на объекты без приборов и поддерживает отчётность по GISTM. Подробнее о мониторинге дамб хвостохранилищ.

Мы наблюдаем за осадками и движениями грунта вдоль железных и автомобильных дорог и трубопроводов, вокруг мостов, тоннелей, плотин и дамб и на городском грунте, затронутом проходкой тоннелей и котлованами - целые коридоры в одной программе, без доступа на объект и помех движению. Подробнее о мониторинге деформаций инфраструктуры.

Мы работаем с основными гражданскими группировками SAR и подбираем радарный диапазон под цель. C-диапазон европейского Sentinel-1 - свободно доступный, с периодом повторной съёмки от шести до двенадцати дней - основная рабочая лошадка для мониторинга большого масштаба. X-диапазон TerraSAR-X (Германия) и COSMO-SkyMed (Италия) разрешает тонкие детали отдельных сооружений и малых объектов. L-диапазон ALOS-2 (Япония) с его большей длиной волны сохраняет когерентность над растительностью и на более длинных интервалах, что имеет решающее значение над лесом и северной местностью. Для ретроспективного анализа европейские архивы ERS и Envisat продлевают запись в 1990-е и 2000-е годы, так что объект часто можно оценить за годы до ввода какого-либо мониторинга.

Типовая программа предоставляет карту средних скоростей всей интересующей области; временной ряд смещений для каждой точки измерения, показывающий, как развивалось движение; там, где это позволяет геометрия, разложение на вертикальную и горизонтальную составляющие; и интерпретационный отчёт, помещающий измерения в инженерный и эксплуатационный контекст. Результаты могут поставляться в виде ГИС-слоёв для интеграции с существующими системами управления активами и опасностями и могут обновляться по расписанию по мере поступления новых радарных съёмок.

Во всех отраслях наш подход одинаков: спутниковый охват большого масштаба без приборов на грунте, многолетний архив, показывающий, как объект двигался в прошлом и в настоящем, и независимая, воспроизводимая запись, пригодная для инженерной проверки и нормативной отчётности. Наша обработка основана на методах, которые мы разработали и опубликовали в международных журналах по дистанционному зондированию, включая многомерный метод временных рядов MSBAS. Тот же подход применялся в национальном масштабе для построения мозаик деформаций большого масштаба из крупных архивов Sentinel-1, и он сообщает стандартную ошибку для каждой точки наряду с каждой скоростью, так что надёжность каждого измерения явна. Там, где это даёт пользу, мы интегрируем GNSS для восстановления самых длинноволновых сигналов, проверяем по полевым данным и оказываем поддержку в отчётности по запросу.

Какой точности достигает спутниковый InSAR?

Движение вдоль линии визирования измеряется с точностью до миллиметров в год. Независимые исследования, сравнивающие InSAR с GNSS и нивелированием, сообщают о согласии в среднем до долей миллиметра в год, из-за чего InSAR применяется для инженерного и нормативного мониторинга.

Насколько большую территорию можно наблюдать?

От отдельного сооружения или склона до целых горных предприятий, бассейнов, коридоров и регионов. Охват большого масштаба из одного согласованного набора данных - ключевое преимущество InSAR перед точечными наземными съёмками.

Чем InSAR отличается от мониторинга GPS или GNSS?

GNSS даёт абсолютное движение на нескольких фиксированных станциях; InSAR даёт движение в тысячах и миллионах точек по всей сцене. Они дополняют друг друга, и мы комбинируем их там, где нужна максимальная точность или абсолютная привязка.

Можете ли вы показать, как грунт двигался в прошлом, а не только сейчас?

Да. Многолетний спутниковый архив - и, благодаря европейским миссиям ERS и Envisat, запись, уходящая в 1990-е годы - позволяет нам восстановить прошлые движения и установить базовую линию до начала мониторинга.

Нужен ли доступ на объект?

Нет. Измерения ведутся со спутника, поэтому приборы на грунте или доступ на объект не требуются. Именно это делает практичным мониторинг удалённого, обширного и недоступного грунта.